1、大 学 物 理 University Physics,电磁感应 电磁场,复习与习题课,A、电磁感应基本规律回顾,B、关于电磁场的几点讨论,主 要 内 容,C 、典型题分析,闭合回路中感应电流的方向，总是使它自身所产生的磁通量阻止引起感应电流的磁通量的变化。,一、楞次定律,二、法拉第电磁感应定律,三、感应电动势,基本规律回顾,动生电动势,感生电动势,感应电动势大小及方向,五、感生电动势,六、自感现象 自感系数 自感电动势,非静电力,四、动生电动势,非静电力,洛仑兹力,感生电场力,七、互感现象 互感系数 互感电动势,i21,线圈2,B1,I1,线圈1,磁场能量:,磁能密度：,八、磁场能量,十、全电
2、流定律：,九、位移电流,与运动电荷无关 不产生焦耳热,应用： 微波炉 改变电偶极矩，使电介质反复极化，使分子热运动加剧，产生热效应，但与焦耳热完全不同。,变化的电场,可以产生磁场,本质,十一、麦克斯韦方程组的积分形式,介质性质方程:,2、磁场的高斯定理,1、电场的高斯定理,3、环路定理与 法拉第电磁感应定律,4、全电流定律,本章应重点掌握法拉第电磁感应定律及其应用，包括动生电动势、感生电动势、自感电动势、互感电动势的计算；理解磁场能量及磁能密度的概念。,典型题分析,例题1 有一弯成角的金属框架COD, 一导线ab(ab垂直于OD)以恒定速度v在金属框架上滑动，设v垂直于ab向右。已知磁场B的方
3、向垂直纸面向外，分别求下列情况框架内的感应电动势 i 的变化规律。设t=0时，x=0。,磁场均匀分布，且B不随时间改变； 非均匀的变化的磁场B=kxcost。,解：1) 导线ab在均匀磁场中运动，产生的动生电动势即为所求感应电动势,方向由a指向b，框架中的电动势应为顺时针方向。,2) 当磁场作非均匀变化时，框架中既有动生电动势，又有感生电动势，可应用法拉第电磁感应定律计算总的感应电动势。选取回路obao，为正方向。,若i0，则i 的方向与所设正绕方向（obao)一致；反之，相反。,例题2,长直同轴电缆。已知R1、R2，填充介质均匀各向同性，电流在两柱面上均匀分布。 求：（1）l 长段电缆磁能W
4、m ；（ 2）电缆的自感系数L,解法一： 解题思路：Hwm Wm L,= 0 （ 其 他 ）, I ,0 （其他）,由安培环路定理,磁能密度:,解法二：解题思路： H B L Wm,dS= ldr,例题3 两根足够长的平行直导线轴线间的距离为20cm，在导线中保持一强度为20A而方向相反的恒定电流。若导线的半径为 a0.1cm，且导线内部磁场忽略不计。,解 (1) 两导线间任一点磁感应强度为:,(1)求两导线间每单位长度的自感系数； (2)若将两导线分开到相距40cm，求磁场对单位长度导线所做的功; (3)位移时，单位长度的磁能改变了多少?是增加，还是减少? 说明能量的来源。,单位长 l=1,
5、(2) 两导线中,一条导线上的电流在另一条导线处产生的磁感应强度为,故任一条导线单位长度上所受磁力为:,磁力作正功.,磁力的功：,(3) 由(1)的解当两导线相距为 d1 时,导线移动过程中磁能增加, 磁场既对外作功, 磁能又增加, 可能否？是否违反能量守恒定律？,当两导线相距为 d2 时,可能! 否! 其能量来源于电源： 导线拉开磁通量增加感应电动势使电流减少为维持电流恒定电源克服反电动势作功对外作功+磁能增加.,单位长度的磁能改变:,讨论:,常见错误,沿袭中学套用公式的作法，不管B是否匀强，是否变化，能量密度是否为恒量，在求磁通量和电动势及磁场能量时套用：,在计算既有感生电动势，又有动生电动势时，不是用法拉第电磁感应定律计算，而是分别计算，这容易造成重复计算，或符号错误。,
