變化的磁場和變化的電場

變化的磁場和變化的電場變化的磁場和變化的電場1第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2變化的磁場和變化的電場例設(shè)平行板電容器極板為圓板，半徑為R，兩極板間距為d,用緩變電流IC

對電容器充電解:任一時刻極板間的電場極板間任一點(diǎn)的位移電流由全電流安培環(huán)路定理求P1,P2點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3變化的磁場和變化的電場二.麥克斯韋方程組——系統(tǒng)介紹了電場和磁場的基本性質(zhì)和規(guī)律。一般來說，空間同時存在四個場：1、靜電場：E1,D1其中：一個保守場，三個渦旋場1個左旋2個右旋2、靜磁場：

B1,H13、變化的磁場激發(fā)的電場：E2,D24、變化電場激發(fā)的磁場：B2,H2第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月4變化的磁場和變化的電場1.電場的高斯定理2.磁場的高斯定理靜電場是有源場感應(yīng)電場是渦旋場傳導(dǎo)電流、位移電流產(chǎn)生的磁場都是無源場第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月5變化的磁場和變化的電場3.電場的環(huán)路定理——法拉第電磁感應(yīng)定律4.全電流安培環(huán)路定理靜電場是保守場，變化磁場可以激發(fā)渦旋電場傳導(dǎo)電流和變化電場可以激發(fā)渦旋磁場四個方程稱為麥克斯韋方程組的積分形式.麥克斯韋方程組能完全描述電磁場的動力學(xué)過程。第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月6變化的磁場和變化的電場麥克斯韋的貢獻(xiàn)：完善了宏觀的電磁場理論：四個微分方程在確定的邊界條件下聯(lián)合求解上述方程，原則上可解決電磁場的一般問題。三個介質(zhì)方程2.愛因斯坦相對論的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月7變化的磁場和變化的電場3.預(yù)言電磁波的存在由微分方程出發(fā)在各向同性介質(zhì)中且在情況下滿足的微分方程形式是波動方程——波動方程的形式對沿x方向傳播的電磁場(波)有1886年赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的預(yù)言第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月8變化的磁場和變化的電場第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月9變化的磁場和變化的電場習(xí)題課一.基本規(guī)律1.法拉第電磁感應(yīng)定律2.楞次定律——感應(yīng)電流方向的判定定律感應(yīng)電流的方向總是使其自身產(chǎn)生的磁通量反抗引起電流的磁通量的變化。二.電動勢為維持回路中有恒定電流，回路中必有電源。電源是一個能量轉(zhuǎn)換的裝置，不同電源轉(zhuǎn)換能量的能力不同。電動勢是定量描述電源轉(zhuǎn)換能量的能力的物理量。第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月10變化的磁場和變化的電場1.電動勢的定義——單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極非靜電力作的功。（Fk存在于整個回路）2.電動勢的分類化學(xué)電動勢溫差電動勢感應(yīng)電動勢動生電動勢感生電動勢——渦旋電場第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月11變化的磁場和變化的電場自感電動勢互感電動勢IHBΦLI1H1B1Φ21M三.磁場能量磁能密度磁場能量四.麥克斯韋假設(shè)第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月12變化的磁場和變化的電場●●●●●●●●●●●●●●●●解：例如圖,一細(xì)導(dǎo)線彎成直徑為d的半圓形,導(dǎo)線處于均勻磁場中,當(dāng)導(dǎo)線繞過a點(diǎn)垂直于半圓面的軸以轉(zhuǎn)動時,求導(dǎo)線的感應(yīng)電動勢.

段上各部分速度不同，作輔助線，a-N-c-a構(gòu)成一閉路，當(dāng)此閉路繞a點(diǎn)轉(zhuǎn)動時，N第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月13變化的磁場和變化的電場C點(diǎn)電勢高通過求來求●●●●●●●●●●●●●●●●N第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月14變化的磁場和變化的電場例：無限長直導(dǎo)線通交流電，導(dǎo)線離地面h，O點(diǎn)在導(dǎo)線正下方，地面上有一N匝平面矩形線圈（a×b），總電阻為R，法線豎直向上。求：矩形線圈中的感應(yīng)電流。（忽略線圈自感）解：(1)先求t時刻通過線圈的磁通量建立坐標(biāo)系如圖Oxhd0axdxBθ第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月15變化的磁場和變化的電場(2)通過矩形線圈在位置OO處的Φ與位置O’O’處的Φ相等hOOOO’O’第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月16變化的磁場和變化的電場例一導(dǎo)線矩形框的平面與磁感強(qiáng)度為的均勻磁場相垂直.在此矩形框上,有一質(zhì)量為m長為l的可移動的細(xì)導(dǎo)體棒MN;矩形框還接有一個電阻R,其值較之導(dǎo)線的電阻值要大得很多.若開始時,細(xì)導(dǎo)體棒以速度沿如圖所示的矩形框運(yùn)動,試求棒的速率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系.

解如圖建立坐標(biāo)棒所受安培力++++++（向左）第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月17變化的磁場和變化的電場++++++（向左）由牛頓第二運(yùn)動定律計算得棒的速率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系為第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月18變化的磁場和變化的電場解：本題求感生電動勢方法一：求較方便的方法是作oaco回路例：半徑R的圓柱形空間存在均勻磁場，已知一長為

2R的棒放在位置ab之間，一半在磁場內(nèi)部另一半在磁場外。求：棒兩端的感應(yīng)電動勢第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月19變化的磁場和變化的電場求,作ocbo回路S'為扇形ocb'的面積,因?yàn)榇磐ㄖ煌ㄟ^這部分為等邊三角形,,為等腰三角形,,相應(yīng)的面積為第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月20變化的磁場和變化的電場方法二：第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月21變化的磁場和變化的電場變量、、統(tǒng)一到第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月22變化的磁場和變化的電場例:橫截面為矩形的一個環(huán)狀螺旋管，N