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大學(xué)物理電磁感應(yīng)與電磁場/10本章導(dǎo)讀3電流激發(fā)磁場,磁場對電流有力的作用,這是電與磁相互聯(lián)系的一方面;另一方面,在一定條件下磁場也可以激發(fā)電場,這就是所謂的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。本章主要介紹電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基本規(guī)律及其應(yīng)用,簡要介紹麥克斯韋電磁場理論的基本概念、麥克斯韋方程組以及電磁波的基礎(chǔ)知識等。10.1電磁感應(yīng)定律每當(dāng)閉合電鍵K給線圈A通電時,小磁針立即明顯擺動,隨后穩(wěn)定在平衡位置上;當(dāng)切斷線圈A的電流時,又發(fā)現(xiàn)小磁針來回擺動的現(xiàn)象。這表明在線圈通電和斷電的瞬間,線圈B中有電流產(chǎn)生。法拉第將這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象,線圈B中出現(xiàn)的電流稱為感應(yīng)電流。10.1.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象幾種產(chǎn)生感應(yīng)電流的典型實驗。(1)磁鐵與一個閉合曲線做相對運動。在磁鐵插入線圈和從線圈中抽出的瞬間,線圈中產(chǎn)生電流。(2)線圈A放在線圈B中,在接通或斷開電鍵K的瞬間,或通電后改變滑動變阻器R的阻值從而改變線圈A中的電流,在線圈B中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)處在閉合回路中的一部分導(dǎo)體AB在磁場中運動時,在閉合回路中產(chǎn)生了磁感電流。10.1電磁感應(yīng)定律10.1.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律:楞次電流的磁通量總是力圖阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化。應(yīng)用楞次定律來判斷感應(yīng)電流的方向時,可按照下面的步驟進(jìn)行:(1)確定原來磁場的方向,即穿過閉合回路的磁通量的方向;(2)弄清楚穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少;(3)確定感應(yīng)電流在閉合回路中激發(fā)的磁場是怎樣阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化;(4)最后應(yīng)用右手螺旋定則,即右手拇指指向感應(yīng)電流的磁場方向,而彎曲四指確定感應(yīng)電流的方向。10.1.2楞次定律10.1電磁感應(yīng)定律當(dāng)磁鐵棒的N極插入線圈時,通過線圈的磁通量增加。這時,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)與磁鐵的磁場方向相反,以阻礙磁通量的增加。最后根據(jù)右手螺旋法則就可以確定出線圈中感應(yīng)電流的方向。當(dāng)磁鐵離開線圈時,穿過線圈的磁通量減少,這時感應(yīng)電流的磁場方向與磁鐵的磁場方向相同,以阻礙磁通量的減少,最后根據(jù)右手螺旋定則確定線圈中感應(yīng)電流的方向。10.1.2楞次定律10.1電磁感應(yīng)定律10.1.3法拉第電磁感應(yīng)定律10.1電磁感應(yīng)定律10.1.3法拉第電磁感應(yīng)定律10.1電磁感應(yīng)定律10.1.4感應(yīng)電流和感應(yīng)電荷10.1電磁感應(yīng)定律例題講解1,,,,10.1電磁感應(yīng)定律例題講解1,,,,10.1電磁感應(yīng)定律10.2動生電動勢與感生電動勢10.2.1動生電動勢例題講解2,,,,10.2動生電動勢與感生電動勢例題講解2,,,,10.2動生電動勢與感生電動勢,,10.2.2感生電動勢由于磁場變化而產(chǎn)生一種電場,是這個電場使導(dǎo)體中自由電子做定向運動而形成電流。麥克斯韋還認(rèn)為,即使沒有導(dǎo)體,這種電場同樣存在。這種由變化磁場激發(fā)的電場稱為感生電場。10.2動生電動勢與感生電動勢1.感生電場和感生電動勢,,(1)產(chǎn)生的原因不同。靜電場是由靜止的電荷所激發(fā)的;而感生電場是由變化的磁場所激發(fā)的。10.2.2感生電動勢10.2動生電動勢與感生電動勢2.感生電場和靜電場例題講解3,,,,10.2動生電動勢與感生電動勢例題講解3,,,,10.2動生電動勢與感生電動勢10.3.1自感,,10.3自感與互感當(dāng)載流線圈中的電流發(fā)生變化時,該線圈中的磁通量也會發(fā)生變化,因而線圈中就有感生電動勢產(chǎn)生,這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。由于線圈中電流變化而在自身線圈中產(chǎn)生的電動勢稱為自感電動勢。,,10.3.1自感10.3自感與互感例題講解4,,,,10.3自感與互感10.3.2互感,,10.3自感與互感當(dāng)一個回路的電流隨時間的變化率一定時,互感系數(shù)越大,則通過互感在另一個回路中引起的互感電動勢也越大。因此互感系數(shù)是表明兩個回路相互感應(yīng)強(qiáng)弱的物理量?;ジ械膯挝慌c自感的單位相同,都為亨利。,,10.3.2互感10.3自感與互感10.4.1自感線圈儲存的能量,,10.4磁場的能量10.4.2磁場的能量,,10.4磁場的能量10.4.2磁場的能量,,10.4磁場的能量,,10.5.1位移電流10.5麥克斯韋電磁場理論,,10.5.1位移電流10.5麥克斯韋電磁場理論,,10.5.2麥克斯韋方程組由感生電場假設(shè)和位移電流假設(shè)知道,變化的磁場要產(chǎn)生感生電場,變化的電場要產(chǎn)生磁場,即在一般情況下,電場和磁場都是變化的,它們將相互激發(fā),因而它們是不可分割的、統(tǒng)一的整體,稱為電磁場。10.5麥克斯韋電磁場理論,,10.6電磁波如果在空間中某處有一電磁振蕩,并假定其能產(chǎn)生交變的電場(或磁場),則在其周圍可產(chǎn)生交變磁場(或電場)。于是這種交變電磁場可不斷地由振源向遠(yuǎn)處傳播開來,電磁振蕩在空間的傳播就形成了電磁波。本章小結(jié)1.電源的電動勢,,,,電源的電動勢等于將單位正電荷繞含有電源的閉合回路移動一周,電源中非靜電力所做的功。簡單地說,電源的電動勢等于非靜電性場強(qiáng)在閉合電路上的環(huán)流。2.楞次定理楞次定理是用來判定感應(yīng)電流方向的定律,其判定方法為:當(dāng)引起感應(yīng)的磁通增加時,感應(yīng)電流的方向與該磁通的方向相反(阻礙它的增加);當(dāng)引起感應(yīng)的磁通減少時,感應(yīng)電流的方向與該磁通的方向相同(阻礙它的減?。?。本章小結(jié)3.法拉第電磁感應(yīng)定律,,,,4.感應(yīng)電流

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