大學(xué)物理下第十二章電磁感應(yīng)4課件

問題1、長螺線管（N，l）,若在t秒內(nèi)，電流由I均勻減小到零，線圈下去中的自感電動(dòng)勢為多少？解：問題2、若長螺線管的體積不變,繞線直徑增大一倍,則自感系數(shù)增加多少?問題1、長螺線管（N，l）,若在t秒內(nèi)，電流由I均勻減小問題3:

已知螺繞環(huán)的自感系數(shù)為L,則半個(gè)螺繞環(huán)的自感系數(shù)為多少?問題4:

兩線圈的電流變化,那個(gè)大?問題3:已知螺繞環(huán)的自感系數(shù)為L,則半個(gè)螺繞環(huán)的~例2、如圖所示，截面積為S，單位長度上匝數(shù)為n的螺繞環(huán)上套一邊長為L的正方形線圈?，F(xiàn)在正方形線圈中通以交變電流，螺繞環(huán)兩端為開路，試求螺繞環(huán)兩端的互感電動(dòng)勢。12解：設(shè)螺繞環(huán)I2，產(chǎn)生的磁場為在方線圈中引起的磁通量為利用~例2、如圖所示，截面積為S，單位長度上匝數(shù)為n的螺繞環(huán)上套3、同軸螺旋管的互感系數(shù)和自感系數(shù)的關(guān)系：已知l、匝數(shù)分別為N1、N2，

由無限長螺線管的自感系數(shù)可知無漏磁——即彼此磁場完全穿過有漏磁:耦合系數(shù)k——與線圈的相對位置有關(guān)。3、同軸螺旋管的互感系數(shù)和自感系數(shù)的關(guān)系：已知l、匝數(shù)4、線圈的連接：IB1B2順接B1B2反接若無漏磁4、線圈的連接：IB1順接B1B2反接若無漏磁a

a’b

b’例、在紙筒上繞有兩個(gè)相同的線圈L1=L2=0.05H求：1）a和a’相接，Lbb’2）a’和b相接，Lab’3）aa’相接,bb’相接a

a’b

b’反接a

a’b

b’順接并聯(lián)aa’bb’例、在紙筒上繞有兩個(gè)相同的線圈L1=L2=0（LR電路暫態(tài)過程）baa：b：——LR電路的時(shí)間常數(shù)5、自感電路中電流的增長和衰減（LR電路暫態(tài)過程）ba：b：——LR電路的時(shí)間常數(shù)5、自感自感為

L的線圈,通有電流I所儲(chǔ)存的磁能等于這電流消失時(shí)自感電動(dòng)勢所做的功.四、磁場的能量1、自感磁能:自感為L的線圈,通有電流I所儲(chǔ)存的磁能電源反抗自感電動(dòng)勢所做的功線圈儲(chǔ)存的磁能等于通電建立磁場過程中，電源反抗自感電動(dòng)勢所做的功。電源反抗自感電動(dòng)勢所做的功線圈儲(chǔ)存的磁能等于通電自感磁能:2、磁場的能量螺線管的自感：螺線管內(nèi)的磁能:自感磁能:2、磁場的能量螺線管的自感：螺線管內(nèi)的磁能:定義磁場的能量密度:磁場所儲(chǔ)存的總能量:（積分應(yīng)遍及磁場存在的全空間）電磁場的能量密度:電磁場的總能量:定義磁場的能量密度:磁場所儲(chǔ)存的總能量:（積分應(yīng)遍及磁場存在例、同軸電纜由圓柱形導(dǎo)體R1和薄圓筒R2組成，筒間充滿磁介質(zhì)r.求：（1）單位長度的磁能；（2）單位長度的自感系數(shù)。R1R2r解：按照安培環(huán)路定理例、同軸電纜由圓柱形導(dǎo)體R1和薄圓筒R2組成，筒間充滿磁介質(zhì)r<R1R1<r<R2r<R1R1<r<R2(2)(2)五、位移電流(displacementcurrent)靜電場穩(wěn)恒磁場感生電場五、位移電流(displacementcurrent安培環(huán)路定理遇到的問題：穩(wěn)恒條件下LS2S1I電流連續(xù)性方程—電荷守恒定律安培環(huán)路定理遇到的問題：穩(wěn)恒條件下LS2S1I電流連續(xù)性考慮電容器充放電時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任何閉合回路L的線積分：LS2S1I——安路環(huán)路定理成立非穩(wěn)恒條件下LS2S1安路環(huán)路定理不成立I考慮電容器充放電時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任何閉合回路L的線積麥克斯韋（1831-1897）英國物理學(xué)家.經(jīng)典電磁理論的奠基人,氣體動(dòng)理論創(chuàng)始人之一.他提出了有旋場和位移電流的概念,建立了經(jīng)典電磁理論,并預(yù)言了以光速傳播的電磁波的存在.在氣體動(dòng)理論方面,他還提出了氣體分子按速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律.麥克斯韋（1831-1897）英國物理學(xué)家1861年麥克斯韋注意到充電時(shí)，極板間電場是變化的，1）按對應(yīng)原理有電流存在（不是傳導(dǎo)電流）2）穿過S1面的電流在極板上積累應(yīng)滿足電流連續(xù)性原理LS2S1I永遠(yuǎn)是連續(xù)的在非穩(wěn)恒時(shí)，傳導(dǎo)電流不一定連續(xù)1861年麥克斯韋注意到充電時(shí)，極板間電場是變化的，L放電時(shí)：Id與Ic方向相同充電時(shí)：+++++

q+

--qIcqDqD與D的方向相同Ic+++++

q+-qIc平板電容器中與D的方向相反Id與Ic方向相同-Ic放電時(shí)：Id與Ic方向相同充電時(shí)：+++++q+--位移電流密度矢量全電流3、麥克斯韋的位移電流安路環(huán)路定理成立傳導(dǎo)電流位移電流在變化的電場中存在著電流，它和傳導(dǎo)電流一樣能激發(fā)磁場變化的電場將激發(fā)渦旋磁場在交變電場中電介質(zhì)的反復(fù)極化位移電流密度矢量全電流3、麥克斯韋的位移電流安路環(huán)路定理成立

1.在上述例子里，位移電流只存在于電容器兩極板之間，而傳導(dǎo)電流只存在于導(dǎo)線中。在一般情況下，通過一個(gè)橫截面同時(shí)存在傳導(dǎo)電流及位移電流。這二電流之和稱為全電流。2.在電流非穩(wěn)恒的電路中，安培環(huán)路定律仍然正確。4.在真空中位移電流無熱效應(yīng)。在介質(zhì)中位移電流有熱效應(yīng)，但是并不遵守焦耳定律。3.位移電流在產(chǎn)生磁場這一點(diǎn)上和傳導(dǎo)電流完全相同。由位移電流產(chǎn)生的磁場也是有旋場。*1.在上述例子里，位移電流只存在于電容器兩極板之問題1、長螺線管（N，l）,若在t秒內(nèi)，電流由I均勻減小到零，線圈下去中的自感電動(dòng)勢為多少？解：問題2、若長螺線管的體積不變,繞線直徑增大一倍,則自感系數(shù)增加多少?問題1、長螺線管（N，l）,若在t秒內(nèi)，電流由I均勻減小問題3:

已知螺繞環(huán)的自感系數(shù)為L,則半個(gè)螺繞環(huán)的自感系數(shù)為多少?問題4:

兩線圈的電流變化,那個(gè)大?問題3:已知螺繞環(huán)的自感系數(shù)為L,則半個(gè)螺繞環(huán)的~例2、如圖所示，截面積為S，單位長度上匝數(shù)為n的螺繞環(huán)上套一邊長為L的正方形線圈?，F(xiàn)在正方形線圈中通以交變電流，螺繞環(huán)兩端為開路，試求螺繞環(huán)兩端的互感電動(dòng)勢。12解：設(shè)螺繞環(huán)I2，產(chǎn)生的磁場為在方線圈中引起的磁通量為利用~例2、如圖所示，截面積為S，單位長度上匝數(shù)為n的螺繞環(huán)上套3、同軸螺旋管的互感系數(shù)和自感系數(shù)的關(guān)系：已知l、匝數(shù)分別為N1、N2，

由無限長螺線管的自感系數(shù)可知無漏磁——即彼此磁場完全穿過有漏磁:耦合系數(shù)k——與線圈的相對位置有關(guān)。3、同軸螺旋管的互感系數(shù)和自感系數(shù)的關(guān)系：已知l、匝數(shù)4、線圈的連接：IB1B2順接B1B2反接若無漏磁4、線圈的連接：IB1順接B1B2反接若無漏磁a

a’b

b’例、在紙筒上繞有兩個(gè)相同的線圈L1=L2=0.05H求：1）a和a’相接，Lbb’2）a’和b相接，Lab’3）aa’相接,bb’相接a

a’b

b’反接a

a’b

b’順接并聯(lián)aa’bb’例、在紙筒上繞有兩個(gè)相同的線圈L1=L2=0（LR電路暫態(tài)過程）baa：b：——LR電路的時(shí)間常數(shù)5、自感電路中電流的增長和衰減（LR電路暫態(tài)過程）ba：b：——LR電路的時(shí)間常數(shù)5、自感自感為

L的線圈,通有電流I所儲(chǔ)存的磁能等于這電流消失時(shí)自感電動(dòng)勢所做的功.四、磁場的能量1、自感磁能:自感為L的線圈,通有電流I所儲(chǔ)存的磁能電源反抗自感電動(dòng)勢所做的功線圈儲(chǔ)存的磁能等于通電建立磁場過程中，電源反抗自感電動(dòng)勢所做的功。電源反抗自感電動(dòng)勢所做的功線圈儲(chǔ)存的磁能等于通電自感磁能:2、磁場的能量螺線管的自感：螺線管內(nèi)的磁能:自感磁能:2、磁場的能量螺線管的自感：螺線管內(nèi)的磁能:定義磁場的能量密度:磁場所儲(chǔ)存的總能量:（積分應(yīng)遍及磁場存在的全空間）電磁場的能量密度:電磁場的總能量:定義磁場的能量密度:磁場所儲(chǔ)存的總能量:（積分應(yīng)遍及磁場存在例、同軸電纜由圓柱形導(dǎo)體R1和薄圓筒R2組成，筒間充滿磁介質(zhì)r.求：（1）單位長度的磁能；（2）單位長度的自感系數(shù)。R1R2r解：按照安培環(huán)路定理例、同軸電纜由圓柱形導(dǎo)體R1和薄圓筒R2組成，筒間充滿磁介質(zhì)r<R1R1<r<R2r<R1R1<r<R2(2)(2)五、位移電流(displacementcurrent)靜電場穩(wěn)恒磁場感生電場五、位移電流(displacementcurrent安培環(huán)路定理遇到的問題：穩(wěn)恒條件下LS2S1I電流連續(xù)性方程—電荷守恒定律安培環(huán)路定理遇到的問題：穩(wěn)恒條件下LS2S1I電流連續(xù)性考慮電容器充放電時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任何閉合回路L的線積分：LS2S1I——安路環(huán)路定理成立非穩(wěn)恒條件下LS2S1安路環(huán)路定理不成立I考慮電容器充放電時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任何閉合回路L的線積麥克斯韋（1831-1897）英國物理學(xué)家.經(jīng)典電磁理論的奠基人,氣體動(dòng)理論創(chuàng)始人之一.他提出了有旋場和位移電流的概念,建立了經(jīng)典電磁理論,并預(yù)言了以光速傳播的電磁波的存在.在氣體動(dòng)理論方面,他還提出了氣體分子按速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律.麥克斯韋（1831-1897）英國物理學(xué)家1861年麥克斯韋注意到充電時(shí)，極板間電場是變化的，1）按對應(yīng)原理有電流存在（不是傳導(dǎo)電流）2）穿過S1面的電流在極板上積累應(yīng)滿足電流連續(xù)性原理LS2S1I永遠(yuǎn)是連續(xù)的在非穩(wěn)恒時(shí)，傳導(dǎo)電流不一定連續(xù)1861年麥克斯韋注意到充電時(shí)，極板間電場是變化的，L放電時(shí)：Id與Ic方向相同充電時(shí)：+++++

q+

--qIcqDqD與D的方向相同Ic+++++

q+-qIc平板電容器中與D的方向相反Id與Ic方向相同-Ic放電時(shí)：Id與Ic方向相同充電時(shí)：+++++q+--位移電流密度矢量全電流3、麥克斯韋的位移電流安路環(huán)路定理成立傳導(dǎo)電流位移電流在變化的電場中存在著電流，它和傳導(dǎo)電流一樣能激發(fā)磁場變化的電場將激發(fā)渦旋磁場在交變電場中電介質(zhì)的反復(fù)極化位移電流密度矢量全電流3、麥克斯韋的位移電流安路環(huán)路定