大學(xué)物理(電磁場部分)

第八章

變化電磁場§1

電源的電動(dòng)勢§2

電磁感應(yīng)感生電場變化的電場產(chǎn)生磁場,變化的磁場產(chǎn)生電場.1§1

電源的電動(dòng)勢全電路:外電路,內(nèi)電路.電源:提供非靜電力的裝置.一、電源非靜電力克服靜電力作功:KRI+-AB+q-qEFeFneiAB+q-qI+-電源類型不同,非靜電力本質(zhì)不同.不同的能量轉(zhuǎn)化為電能.不同電源轉(zhuǎn)化能量的本領(lǐng)不同.2電源內(nèi),非靜電力把單位正電荷從負(fù)極移到正極所做的功叫電源的電動(dòng)勢.非靜電力存在整個(gè)閉合回路:

二、電動(dòng)勢dt內(nèi)非靜電力將dq從負(fù)極移到正極所做的功:描述電源轉(zhuǎn)化能量本領(lǐng),與移動(dòng)電荷量無關(guān),表征電源性質(zhì),引入電動(dòng)勢:非靜電場強(qiáng)度

方向:內(nèi)部由負(fù)到正.3

§2

電磁感應(yīng)感生電場一、法拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng),感應(yīng)電流,感應(yīng)電動(dòng)勢.閉合導(dǎo)體回路面積中磁通量Φ隨時(shí)間變化時(shí),回路中有感應(yīng)電流,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,其大小與磁通量的變化率成正比.

N匝串聯(lián):

Ψ=ΣΦi

全磁通

Ψ=NΦ

磁通鏈數(shù)

Φi=Φ4BNS步驟:原磁場方向,磁通變化,感應(yīng)磁場方向,感應(yīng)電流方向,感應(yīng)電動(dòng)勢方向.楞次定律:感應(yīng)電動(dòng)勢總有這樣的方向,即它產(chǎn)生的感應(yīng)電流在回路中產(chǎn)生的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電動(dòng)勢的磁通量的變化.負(fù)號(hào):電動(dòng)勢方向與磁通量變化的關(guān)系.1.感應(yīng)電動(dòng)勢方向步驟:右手回路正方向,磁通變化,感應(yīng)電動(dòng)勢方向.BLBLεεLL5如果閉合回路的電阻為R時(shí),形成感應(yīng)電流:則t1到t2時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線任意截面的感應(yīng)電量:感應(yīng)電量與磁通量變化成正比,與變化速度無關(guān).

2.感應(yīng)電量與磁通量的關(guān)系感應(yīng)電量大小:6rdr例1:無限長直線載流i(t)=I0sinωt,與線圈共面,線圈以速率v向右勻速運(yùn)動(dòng),求距導(dǎo)線l時(shí)線圈中電動(dòng)勢大小.解:xoilb

av7回路面積變化引起磁通量變化.磁感應(yīng)強(qiáng)度變化引起磁通量變化.

二、動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢導(dǎo)體在穩(wěn)恒磁場中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

——?jiǎng)由妱?dòng)勢.導(dǎo)體不動(dòng),磁場變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

——感生電動(dòng)勢.8vlBo1.動(dòng)生電動(dòng)勢I-+方向向上導(dǎo)體在穩(wěn)恒磁場中運(yùn)動(dòng):右手定則:伸平右手掌,且拇指與四指垂直,磁感應(yīng)線穿入掌心,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,四指指向?yàn)閷?dǎo)體中產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢方向(由低電勢向高電勢).9-ab++--非靜電力:洛侖茲力非均勻磁場或?qū)w各段速度不同:10例2:一根銅桿長為l,以速度平行于載流長直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng),求電動(dòng)勢.y感應(yīng)電流方向逆時(shí)針,感應(yīng)電動(dòng)勢方向沿桿向左.方向沿桿向左.解:(1)(2)Irdr112.感生電動(dòng)勢感生電場方法一:

方向由a到o.方法二:

例3:

產(chǎn)生感生電動(dòng)勢的非靜電場,感生電場.非靜電力:感生電場力oav12麥克斯韋,磁場變化時(shí),不僅在導(dǎo)體回路中,而且在空間任一點(diǎn)都產(chǎn)生感生電場.電場線是閉合曲線,無頭無尾,渦旋狀,渦旋場,非保守場.例4:半徑為R圓柱體內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場B,當(dāng)B隨時(shí)間變化時(shí),求距中心為r處的電場強(qiáng)度.假定解:由磁場對(duì)稱性知電場線應(yīng)為一系列同心圓,逆時(shí)針.在柱內(nèi)外各取半徑為r的圓,圓上各點(diǎn)E相等.有導(dǎo)體,產(chǎn)生渦旋電流.無導(dǎo)體,產(chǎn)生渦旋電場.電場均勻:求電場.Ro13Ro∴電場線為逆時(shí)針同心圓.rr柱內(nèi):B≠0,E≠0.柱外:B=0,E≠0.roR14lRABO例5:半徑為R圓柱內(nèi)有磁場B以dB/dt增加,長l金屬桿放在磁場里,求桿感生電動(dòng)勢.解:(1)選回路OAB可選其它回路(2)直接積分:hθrEk151.熟悉電磁感應(yīng)定律,理解3.會(huì)用電磁感應(yīng)定律求電動(dòng)勢和電場.2.理解動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢、渦旋電場.本課要求：