大學(xué)物理+第8章+電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)與習(xí)題課.

1、A A、電磁感應(yīng)基本規(guī)律回顧、電磁感應(yīng)基本規(guī)律回顧B B、關(guān)于電磁場的幾點討論、關(guān)于電磁場的幾點討論C C 、典型題分析、典型題分析判斷感應(yīng)判斷感應(yīng)電流方向電流方向 閉合回路中感應(yīng)電流的方向，閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它自身所產(chǎn)生的磁通量阻止總是使它自身所產(chǎn)生的磁通量阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。一、楞次定律一、楞次定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律dtdi )(內(nèi)l dEqAi三、感應(yīng)電動勢三、感應(yīng)電動勢基本規(guī)律回顧基本規(guī)律回顧動生電動勢動生電動勢 感生電動勢感生電動勢 感應(yīng)感應(yīng)電動勢電動勢大小及方向大小及方向0SdtBdtdl dEASLi

2、非五、感生電動勢五、感生電動勢六、自感現(xiàn)象六、自感現(xiàn)象 自感系數(shù)自感系數(shù) 自感電動勢自感電動勢ILdtdILL非靜電力非靜電力 ibavBdl四、動生電動勢四、動生電動勢非靜電力非靜電力洛侖茲力洛侖茲力感生電場力感生電場力dtdIMdtd12121121IM 七、互感現(xiàn)象七、互感現(xiàn)象 互感系數(shù)互感系數(shù) 互感電動勢互感電動勢i21線圈線圈2B1I1線圈線圈1dVHdVwdWWVVmVmm22222212HBHBVWwmm磁場能量磁場能量: :磁能密度：磁能密度：八、磁場能量八、磁場能量221LIWmidiLIIIldH)(0全十、全電流定律：十、全電流定律：IDtdSdSIddtdD九、位移電流

3、九、位移電流與運動電荷無關(guān)與運動電荷無關(guān) 不產(chǎn)生不產(chǎn)生焦耳熱焦耳熱應(yīng)用：應(yīng)用： 微波爐微波爐 改改變電偶極矩，使電介質(zhì)變電偶極矩，使電介質(zhì)反復(fù)極化，使分子熱運反復(fù)極化，使分子熱運動加劇，產(chǎn)生熱效應(yīng)，動加劇，產(chǎn)生熱效應(yīng)，但與焦耳熱完全不同。但與焦耳熱完全不同。變化的電場變化的電場可以產(chǎn)生磁場可以產(chǎn)生磁場本質(zhì)本質(zhì)dStDSdldHSSL0Bd SS0E dlBtdSLS DdSdVSV0十一、麥克斯韋方程組的積分形式十一、麥克斯韋方程組的積分形式介質(zhì)性質(zhì)方程介質(zhì)性質(zhì)方程:DEBHE02、磁場的高斯定理、磁場的高斯定理1、電場的高斯定理、電場的高斯定理3、環(huán)路定理與、環(huán)路定理與法拉第電磁感應(yīng)定律法拉

4、第電磁感應(yīng)定律4、全電流定律、全電流定律 本章應(yīng)本章應(yīng)掌握掌握法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用，及其應(yīng)用，包括動生電動勢、感生電動勢、自感電動勢、互感電包括動生電動勢、感生電動勢、自感電動勢、互感電動勢的計算；理解磁場能量及磁能密度的概念。動勢的計算；理解磁場能量及磁能密度的概念。典型題分析典型題分析例題例題1 1 有一彎成有一彎成 角的金屬框架角的金屬框架COD, 一導(dǎo)線一導(dǎo)線ab(ab垂直于垂直于OD)以恒定速度以恒定速度v在在金屬框架上滑動，設(shè)金屬框架上滑動，設(shè)v垂直于垂直于ab向右。向右。已知磁場已知磁場B的方向垂直紙面向外，分的方向垂直紙面向外，分別求下列情況框架內(nèi)的感應(yīng)

5、電動勢別求下列情況框架內(nèi)的感應(yīng)電動勢 i 的變化規(guī)律。設(shè)的變化規(guī)律。設(shè)t=0時，時，x=0。1) 磁場均勻分布，且磁場均勻分布，且B不隨時間改變；不隨時間改變；2) 非均勻的變化的磁場非均勻的變化的磁場B=kxcos t。 BvabCODxtanBvxBvli解：解：1) 導(dǎo)線導(dǎo)線ab在均勻磁場中運動，在均勻磁場中運動，產(chǎn)生的產(chǎn)生的動生電動勢動生電動勢即為所求感即為所求感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢tvBi2tan方向由方向由a指向指向b，框架中的電動勢應(yīng)為順時針方向。，框架中的電動勢應(yīng)為順時針方向。 l dBvbai代入將vtx l dBv由 xvabBCODdtancosddtkSB2) 當(dāng)磁場作非均

6、勻變化時，框架中當(dāng)磁場作非均勻變化時，框架中既有動生電動勢，又有感生既有動生電動勢，又有感生電動勢電動勢，可應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律計算總的感應(yīng)電動勢。，可應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律計算總的感應(yīng)電動勢。選取回路選取回路obao，為正方向。，為正方向。xtk02dtancosdtancostansin31dd23tvkxtxkti若若 i0，則，則 i 的方向與所設(shè)正繞方向（的方向與所設(shè)正繞方向（obao)一致；反之，相反。一致；反之，相反。 BvabCOD d xy)(vtx tancos313tkxttttkvcossin31tan233例題例題2 2R2R1長直同軸電纜。已知長直同軸電纜。已知R

7、1、R2，填充介質(zhì)均勻各向同性，填充介質(zhì)均勻各向同性，電流在電流在兩柱面上兩柱面上均勻分布。均勻分布。 求：求：（1）l 長段電纜磁能長段電纜磁能Wm ；（；（ 2）電纜的自感系數(shù)）電纜的自感系數(shù)L解法一：解法一： 解題思路：解題思路：Hwm Wm LrIlHd 21RrRI Hr 2H = 0 （ 其其 他他 ） 21RrR rI 2l I 0 （其他其他）由安培環(huán)路定理由安培環(huán)路定理H21RrRrI 2 0 （ 其其 他他 ）rrlVd2dVwWmmd21d42RRrrlI122ln4RRlIR2R1rl I 122ln22RRlIWLm磁能密度磁能密度:221LIWm由2222821rI

8、Hwm解法二：解法二：解題思路：解題思路： H B L WmdS= ldrrrlISBd2ddrrlIRRd22112ln2RRIl12ln2RRlIL1222ln421RRlILIWml I H21RrRrI 2 0 （ 其其 他他 ）BrI2例題例題3 3 兩根足夠長的平行直導(dǎo)線軸線間的距離為兩根足夠長的平行直導(dǎo)線軸線間的距離為20cm，在導(dǎo)線中保持一強(qiáng)度為在導(dǎo)線中保持一強(qiáng)度為20A而方向相反的恒定電流。若導(dǎo)線而方向相反的恒定電流。若導(dǎo)線的半徑為的半徑為 a0.1cm，且導(dǎo)線內(nèi)部磁場忽略不計。，且導(dǎo)線內(nèi)部磁場忽略不計。 解解 (1) 兩導(dǎo)線間任一點磁感應(yīng)強(qiáng)度為兩導(dǎo)線間任一點磁感應(yīng)強(qiáng)度為:

9、)(2200rdIrIBaadIlldrrdIrIBdSadaln)(22(000(1)求兩導(dǎo)線間每單位長度的自感系數(shù)；求兩導(dǎo)線間每單位長度的自感系數(shù)；(2)若將兩導(dǎo)線分開到相距若將兩導(dǎo)線分開到相距40cm，求磁場對，求磁場對單位長度導(dǎo)線所做的功單位長度導(dǎo)線所做的功;(3)位移時，單位長度的磁能改變了多少位移時，單位長度的磁能改變了多少?是增加，還是減少是增加，還是減少? 說明能量的來源。說明能量的來源。IIdrB drrmHaadlIL/101 . 21 . 01 . 020ln104ln670單位長l=1rIr(2) 兩導(dǎo)線中兩導(dǎo)線中,一條導(dǎo)線上的電流在另一條一條導(dǎo)線上的電流在另一條導(dǎo)線處

10、產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為rIB20故任一條導(dǎo)線單位長度上所受磁力為故任一條導(dǎo)線單位長度上所受磁力為: BlIdFd相斥方向:2120rIIBFm122020ln222121ddIdrrIdrFAddddmmJ52105 . 52040ln2201047磁力作正功磁力作正功.IB dr磁力的功：磁力的功： mF(3) 由由(1)的解的解 當(dāng)兩導(dǎo)線相距為當(dāng)兩導(dǎo)線相距為 d1 時時 導(dǎo)線移動過程中磁能增加導(dǎo)線移動過程中磁能增加, 磁場既對外作功磁場既對外作功, 磁磁能又增加能又增加, 可能否？是否違反能量守恒定律？可能否？是否違反能量守恒定律？ aadlL101ln當(dāng)兩導(dǎo)線相距為當(dāng)

11、兩導(dǎo)線相距為 d2 時時aadlL202ln)(212121122212212LLIILILWWWmmmadadI1202ln21JddIWadm51220105 . 5ln2可能可能! 否否! 其能量來源于電源：其能量來源于電源： 導(dǎo)線拉開導(dǎo)線拉開磁通量增加磁通量增加感感應(yīng)電動勢使電流減少應(yīng)電動勢使電流減少為維持電流恒定為維持電流恒定電源克服反電動勢電源克服反電動勢作功作功對外作功對外作功+磁能增加磁能增加.rI1dB mF2d單位長度的磁能改變單位長度的磁能改變: 常見錯誤常見錯誤 沿襲中學(xué)套用公式的作法，不管沿襲中學(xué)套用公式的作法，不管B是否勻強(qiáng)，是否是否勻強(qiáng)，是否變化，能量密度是否為恒量，在求磁