大学物理(电磁场部分)

第八章

变化电磁场§1

电源的电动势§2

电磁感应感生电场变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场.1§1

电源的电动势全电路:外电路,内电路.电源:提供非静电力的装置.一、电源非静电力克服静电力作功:KRI+-AB+q-qEFeFneiAB+q-qI+-电源类型不同,非静电力本质不同.不同的能量转化为电能.不同电源转化能量的本领不同.2电源内,非静电力把单位正电荷从负极移到正极所做的功叫电源的电动势.非静电力存在整个闭合回路:

二、电动势dt内非静电力将dq从负极移到正极所做的功:描述电源转化能量本领,与移动电荷量无关,表征电源性质,引入电动势:非静电场强度

方向:内部由负到正.3

§2

电磁感应感生电场一、法拉第电磁感应定律电磁感应,感应电流,感应电动势.闭合导体回路面积中磁通量Φ随时间变化时,回路中有感应电流,产生感应电动势,其大小与磁通量的变化率成正比.

N匝串联:

Ψ=ΣΦi

全磁通

Ψ=NΦ

磁通链数

Φi=Φ4BNS步骤:原磁场方向,磁通变化,感应磁场方向,感应电流方向,感应电动势方向.楞次定律:感应电动势总有这样的方向,即它产生的感应电流在回路中产生的磁场总是阻碍引起感应电动势的磁通量的变化.负号:电动势方向与磁通量变化的关系.1.感应电动势方向步骤:右手回路正方向,磁通变化,感应电动势方向.BLBLεεLL5如果闭合回路的电阻为R时,形成感应电流:则t1到t2时间内通过导线任意截面的感应电量:感应电量与磁通量变化成正比,与变化速度无关.

2.感应电量与磁通量的关系感应电量大小:6rdr例1:无限长直线载流i(t)=I0sinωt,与线圈共面,线圈以速率v向右匀速运动,求距导线l时线圈中电动势大小.解:xoilb

av7回路面积变化引起磁通量变化.磁感应强度变化引起磁通量变化.

二、动生电动势和感生电动势导体在稳恒磁场中运动产生感应电动势

——动生电动势.导体不动,磁场变化产生感应电动势

——感生电动势.8vlBo1.动生电动势I-+方向向上导体在稳恒磁场中运动:右手定则:伸平右手掌,且拇指与四指垂直,磁感应线穿入掌心,拇指指向导体运动方向,四指指向为导体中产生的动生电动势方向(由低电势向高电势).9-ab++--非静电力:洛仑兹力非均匀磁场或导体各段速度不同:10例2:一根铜杆长为l,以速度平行于载流长直导线运动,求电动势.y感应电流方向逆时针,感应电动势方向沿杆向左.方向沿杆向左.解:(1)(2)Irdr112.感生电动势感生电场方法一:

方向由a到o.方法二:

例3:

产生感生电动势的非静电场,感生电场.非静电力:感生电场力oav12麦克斯韦,磁场变化时,不仅在导体回路中,而且在空间任一点都产生感生电场.电场线是闭合曲线,无头无尾,涡旋状,涡旋场,非保守场.例4:半径为R圆柱体内有一匀强磁场B,当B随时间变化时,求距中心为r处的电场强度.假定解:由磁场对称性知电场线应为一系列同心圆,逆时针.在柱内外各取半径为r的圆,圆上各点E相等.有导体,产生涡旋电流.无导体,产生涡旋电场.电场均匀:求电场.Ro13Ro∴电场线为逆时针同心圆.rr柱内:B≠0,E≠0.柱外:B=0,E≠0.roR14lRABO例5:半径为R圆柱内有磁场B以dB/dt增加,长l金属杆放在磁场里,求杆感生电动势.解:(1)选回路OAB可选其它回路(2)直接积分:hθrEk151.熟悉电磁感应定律,理解3.会用电磁感应定律求电动势和电场.2.理解动生电动势和感生电动势、涡旋电场.本课要求：