交变电磁场2.ppt

1,变化的磁场和变化的电场,例,在半径为R 的圆形截面区域内有匀强磁场 B，一直导线,垂直于磁场方向以速度 v 扫过磁场区。,求 当导线距区域中心轴,垂直距离为 r 时的动生电动势,解:,方法一：动生电动势,方法二：法拉第电磁感应定律,在 dt 时间内导体棒切割磁场线,2,变化的磁场和变化的电场,例,非均匀磁场,ab处磁场均匀,方向：,（顺时针）,在r处取一位移元dr,方向：,3,变化的磁场和变化的电场,在r处取一位移元dl,方向：,4,变化的磁场和变化的电场,二、感生电动势,B,x,dx,x,例：求矩形回路中的感生电动势,解：,产生电动势的非静电力是什么力？从哪里来的？,5,变化的磁场和变化的电场,1,1.麦克斯韦假设,在变化的磁场周围空间存在一个电场（由变化的磁场所激发），称为感应电场，或涡旋电场。涡旋电场的电力线是闭合曲线。,2.感生电动势,（感应电场与变 化磁场的关系）,6,变化的磁场和变化的电场,讨论,1.感应电场的特点,场源,环流,静止电荷,变化的磁场,通量,静电场为保守场,感应电场为非保守场,静电场为有源场,感应电场为无源场,(闭合电场线),(磁生电),感应电场与静电场的比较,是客观存在的物质，具有能量、动量，满足叠加原理；对场中的带电粒子具有力的作用。,7,变化的磁场和变化的电场,2.感生电场与磁场的变化率成左手螺旋关系,空间存在变化磁场,在空间存在感生电场,3.当问题中既有动生、又有感生电动势，则总感应电动势为,(导体不闭合),(导体闭合),8,变化的磁场和变化的电场,，若,设一个半径为R 的长直载流螺线管，,内部磁场强度为,为大于零,的恒量。求管内外的感应电场。,(4)轴对称分布的变化磁场产生的感应电场,9,变化的磁场和变化的电场,例,一被限制在半径为 R 的无限长圆柱内的磁场 B，B 均匀增加方向如图所示。,求 导体棒MN、CD的感生电动势,解:,方法一(用感生电场计算):,方法二(用法拉第电磁感应定律):,(补逆时针回路 OCDO),10,变化的磁场和变化的电场,例：若,哪段上 最大？,a,b,c,，三段等长的导线，,例：若,，哪幅图正确表示了感应电流的方向？,(a),(b),(c),(d),11,变化的磁场和变化的电场,注意：,1、在涡旋电场中，任一路径上感生电动势的存在与否与此路径上有无导线无关。感是因涡旋电场提供的电场力（非静电力）而存在的。,2、涡旋电场电力线闭合，是非保守场。不引入电势的概念。但有时要指出两点之间的电势差，是指由于涡旋电场的作用，导线中电荷向两端积累而产生库仑场。,3、感应电动势分成动生，感生两种，这两种方法在特殊情况下只有相对意义。但是在普遍情况下，不能通过参照系变换把感生归为动生。,12,变化的磁场和变化的电场,三、涡电流,由于变化磁场激起感生电场，则在导体内产生感应电流。,交变电流,高频感应加热原理,这些感应电流的流线呈闭合的涡旋状，故称涡电流(涡流),交变电流,减小电流截面，减少涡流损耗,整块铁芯,彼此绝缘的薄片,13,变化的磁场和变化的电场,涡电流的机械效应,炼制特殊钢,