大学物理磁场和电磁感应小结课件.ppt

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1、磁场和电磁感应小结,磁场和电磁感应小结,1、磁感应强度的计算,(1)用毕萨定律,电流的磁场,电流元的磁场,任意载流导线在P点产生的磁场,实际中建立坐标,把 分解为 和,1、磁感应强度的计算(1)用毕萨定律电流的磁场电流元的,(2)用安培环路定理,真空中,有介质,记住一些典型电流的磁场,导线有限长,无限长导线,半无限长导线,注意r,的含义,(2)用安培环路定理真空中有介质记住一些典型电流的磁场,圆电流在轴线上,圆电流在中心,任意圆弧形电流在中心,长直螺线管,螺绕环,为单位长度的匝数,nI为单位长度的电流即电流密度,圆电流在轴线上Io圆电流在中心 任意圆弧形电流在中心,以上结论可当公式用,对某些复

2、杂电流的磁场可看成若干简单电流的磁场的组合。,例如：电流板,可看成许多长直电流磁场的组合,半球面上密绕单层线圈,可看成许多圆电流在轴线上磁场的组合,载流平面螺旋线圈,可看成许多圆电流在中心磁场的组合,以上结论可当公式用,对某些复杂电流的磁场可,等效一个长直螺线管,表面均匀带电的圆筒绕中心轴线旋转,磁场对电流的作用,1、电流元受的磁力 安培定律,大小：,任意有限长载流导线受的磁力,实际中，建立坐标，把 分解为 和,方向垂直 构成的平面,指向由右手螺旋法则确定,等效一个长直螺线管 表面均匀带电的圆筒绕中心轴线旋转磁场,若 均匀，导线为直线，则,均匀磁场中，弯曲载流导线所受磁场力与从起点到终点间载有

3、同样电流的直导线所受的磁场力相同。闭合线圈在均匀磁场中受磁场的合力为零。,2、载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩,3、洛仑兹力,了解霍尔效应,若 均匀，导线为直线，则均匀磁场中，弯曲载流导线所受磁场,1、三种磁介质的相对磁导率,磁介质,2、磁化曲线,4、磁介质中的安培环路定理,1、三种磁介质的相对磁导率磁介质2、磁化曲线4、磁介质中,1、闭合回路的感应电动势,电磁感应,(1)求通过回路的全磁通,求闭合回路感应电动势的步骤：,(3)用楞次定律判别 的方向,(2)把 对 t 求导得 的大小,注意：公式求出的是闭合回路的总感应电势。引起回路磁通量变化的原因很多，不管磁通的变化由什么原因导致，都可由上式求

4、回路的总感应电动势。,法拉第电磁感应定律,回路不闭合时，可以补充一些线段与被求导线构成回路，如补充线段上的感应电动势为零，则回路的感应电动势就是被求导线的感应电动势。,1、闭合回路的感应电动势电磁感应(1)求通过回路的全磁,若，且 与 同方向，则,一段长为L的导线在均匀磁场B中以 绕其一端切割磁力线转动时产生的动生电动势大小为,2、一段导体在磁场中切割磁力线运动产生的电动势动生电动势若,其中 为感生电场，是由变化磁场激发的。线是一些闭合回线。可由下式计算,S是以积分回路 l 为边界的任意圆面积。,4、自感与互感 电磁感应的两特例,(1)自感系数,一个线圈的自感系数 L,由线圈的形状、大小、匝数

5、、周围介质分布等因素决定。与I 无关.,3、一段导体静止在变化磁场中产生的电动势感生电动势其中 为,互感电动势,自感电动势,（2）互感系数,一个回路的电流变化时，在另一个回路中引起的互感电动势,互感电动势自感电动势计算L 的步骤：设线圈中通有电流,k 称为“耦合系数”，由两线圈的相对位置确定,两互感线圈的自感与互感的关系,互感线圈的顺接与反接,5、磁场的能量,（1）载流线圈的磁能,k 称为“耦合系数”，由两线圈的相对位置确定两互感线圈的自感,（2）磁场的能量密度,磁场的总能,（2）磁场的能量密度磁场的总能,电磁场,1、位移电流,位移电流密度,2、全电流的安培环路定理,电磁场1、位移电流位移电流密度2、全电流的安培环路定理,3、麦克斯韦方程组的积分形式,（1）方程 是电场中的高斯理；，电场是静电场（有源场），若，电场是涡旋场（无源场）。,记住并理解方程中各式的物理意义,3、麦克斯韦方程组的积分形式（1）方程,（2）方程 是法拉第电磁感应 定理；，电场是静电场（保守场），若，电场是涡旋场（非保守场）。,（3）方程 是磁高斯定理；无论稳恒电流的磁场 还是变化电场产生的磁场，其磁力线都是闭合回线。,（4）方程 是全电流的安培环路定 理；位移电流和传导电流一样也能激发磁场，若 则对应的磁场为稳恒电流的磁场。,（2）方程,