第十四章变化的电场与磁场电磁波(上)

1、电磁感应本章内容第一节fundamental Law ofelectromagnetic induction电磁感应现象法拉第的实验几种典型实验NSGLNSGLNSGLGLKLGLKLGLKLGSNGSNGSNGSN楞次定律续法拉第电磁感应定律续上要求感应电流与电量例例例从现象到原因电动势概念非静电力电源电动势1电源电动势2第二节motional electromotive force动生电动势切割磁力线动生电动势公式应用举例例例例例例感生电动势时变磁场感生电场续上方向例例例例感应加速器第三节self induction and multual induction自感自感电动势例例互感互感电动

2、势例例第四节energy of magnetic field磁场能量续例例例完第十三章完第十三章完题1用电磁感应原理测长直螺线管用电磁感应原理测长直螺线管 L1中的中的 BGKL1L2RBdN 匝匝长直螺线管剖面长直螺线管剖面K 接通正向电流，探测线圈接通正向电流，探测线圈 L 2 中磁通中磁通m= N B (d / 2 )2K 扳到接通反向电流扳到接通反向电流 , , L 2 中磁通变化中磁通变化m= 2 N B (d / 2 )2i = =mtt2 N B (d / 2 )2(1)用用“冲击电流计冲击电流计” G 可测得迁移电量可测得迁移电量 qqi =IR = Rt(2)(1)、(2)

3、联立解得联立解得B =N d 22 q R234abcd感应电场是非保守场，感应电场力做功与路径有关。感应电场是非保守场，感应电场力做功与路径有关。5入射电子入射电子线线圈圈接电源接电源I？可取顺时针流向，可取顺时针流向，并处于增强状态。并处于增强状态。这时，这时，Ei感应电场感应电场 的方向能加速负电荷的方向能加速负电荷 。 是负电荷沿图示的圆周运动所需的向心力方向。是负电荷沿图示的圆周运动所需的向心力方向。 也正好也正好B洛洛F= ( -e )v 电子感应加速器电子感应加速器（用感应电场加速电子）（用感应电场加速电子）先思考一个问题先思考一个问题线圈中的线圈中的 I欲加速下图的入射电子欲加

4、速下图的入射电子可取什么流向可取什么流向？要增强还是要减弱要增强还是要减弱？BF洛洛-eEiEiv增强，使增强，使6实际的电子感应加速器，磁场实际的电子感应加速器，磁场 B 是由是由交变电源励磁的电磁铁所产生的。下图分析表明，交变电源励磁的电磁铁所产生的。下图分析表明，若电子入射方向一定，在一个交变周期中，只有若电子入射方向一定，在一个交变周期中，只有四分之一周期能满足所设计的电子加速运动轨道四分之一周期能满足所设计的电子加速运动轨道的要求。的要求。BFEivBFEivBFEivBFEivtIBf fmO O第一个第一个4T其余的时间都不能满足要求其余的时间都不能满足要求 加速后的电子加速后的

5、电子束，是以脉冲形束，是以脉冲形式输出的。其速式输出的。其速度可高于度可高于 0.99998 c入射入射7金属体内感应产生的涡旋状闭合电金属体内感应产生的涡旋状闭合电流。流。线圈内磁场线圈内磁场 B 的变化率的变化率dB / d t求：求：（1）涡流强度；（）涡流强度；（2）涡流热功率）涡流热功率感应加热感应加热大功率高频交流电源金属圆柱体金属圆柱体Oardr线线圈圈高频电源高频电源半径半径 a长度长度 l电阻率电阻率 r r通过半径为通过半径为 r 的圆面磁通量为的圆面磁通量为 j j = B p pr 2e ei = - - = - - p pr 2d j jd t在此圆周上产生在此圆周上产生的感应电动势为的感应电动势为dBdt半径半径r ，厚厚dr ，长长l 薄圆筒的电阻为薄圆筒的电阻为 ( 涡流绕圆周流动）涡流绕圆周流动）R = r r2p pr l dr绕此薄圆筒绕此薄圆筒的电流：的电流：e eir dI = = - -Rr r2l drdBdt绕整个圆柱的涡流强度：绕整个圆柱的涡流强度：I = dI = - - = - -r r r2l drdBdt0aar r4ldBdt2薄圆筒的热功率薄圆筒的热功率dP = (dI) R2整圆柱热功率整圆柱热功率P = dP( (略，不要求）略，不要求）8这里作为知识性介绍：合上这里作为知识性介绍：合上 K 时，