高二物理競賽課件：5-3 互感與自感

第5章時變電磁場互感與自感一互感電動勢互感

在電流回路中所產(chǎn)生的磁通量

在電流回路中所產(chǎn)生的磁通量

互感僅與兩個線圈形狀、大小、匝數(shù)、相對位置以及周圍的磁介質(zhì)有關(guān)（無鐵磁質(zhì)時為常量）.注意1）互感系數(shù)（理論可證明）問：下列幾種情況互感是否變化？1）線框平行直導(dǎo)線移動；2）線框垂直于直導(dǎo)線移動；3）線框繞OC

軸轉(zhuǎn)動；4）直導(dǎo)線中電流變化.OC2）互感電動勢

例5.6

半徑為R1的單匝圓線圈Ⅰ垂直放置，它的中垂線上距離為x的位置有另一個半徑為R2的單匝圓線圈Ⅱ，且R1?R2，小線圈的法線與水平方向的夾角為θ．計算互感系數(shù).

互感的應(yīng)用（1）變壓器的應(yīng)用；

（2）電流互感器套在電路上，可測大電流和保護線路；

（4）感應(yīng)線圈使低壓直流電變?yōu)楦邏好}沖，形成高壓放電，用于點火裝置等;（3）鉗形安培表測回路中交流電大??；（6）電子線路中的互感是一個重要的元件.

互感也會引起有害的干擾，在設(shè)計電路時必須合理布局，并采取有效的屏蔽措施.

（5）電焊機利用互感產(chǎn)生低壓大電流熔化金屬進行焊接.二自感電動勢自感穿過閉合電流回路的磁通量1）自感

若線圈有N

匝，自感

磁通匝數(shù)

無鐵磁質(zhì)時,自感僅與線圈形狀、磁介質(zhì)及

N

有關(guān).注意2）自感電動勢

單位：1

亨利（H）=

1韋伯/安培

（1

Wb/A）3）自感的計算方法

例5.8

如圖的長直密繞螺線管,已知,求其自感.（忽略邊緣效應(yīng)）解先設(shè)電流

I

根據(jù)安培環(huán)路定理求得H

B.（一般情況可用下式測量自感）4）自感的應(yīng)用穩(wěn)流,LC諧振電路,濾波電路,感應(yīng)圈等.磁場的能量當開關(guān)S閉合后，回路中的電流要經(jīng)歷一個從零開始逐漸增大的變化過程，在這個過程中，電源必須提供能量用來克服自感電動勢而做功，使之轉(zhuǎn)化為載流回路的磁場能量磁場的能量考慮一個很長的空心直螺線．當螺線管通有電流i時，管中的磁場近似看作均勻，螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度磁場能量磁場能量密度發(fā)射頻率接收頻率

多普勒效應(yīng)：波源或觀察者相對于介質(zhì)運動，使觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。明確幾個概念2接收器接收到的頻率1波源的頻率3波的頻率4波源的速度5接收器的速度6波速1.波源不動，觀察者以速度vR相相對于介質(zhì)運動波源速度vS

=0,觀察者向波源運動的速度為vR(

>0)觀察者接收到的頻率：

觀察者向波源運動觀察者遠離波源觀察者相對波源運動時若觀察者接近波源為正，遠離為負2.觀察者不動，波源相對介質(zhì)以速度運動A波源向觀察者運動觀察者接收到的頻率

3.波源與接收器同時相對介質(zhì)運動觀察者接收到的頻率

波源和觀察者相向運動時和均取正值波源和觀察者相背運動時和均取負值波源遠離觀察者波源相對觀察者運動時若波源接近觀察者為正，遠離為負.已知空氣中的聲速為的頻率為解：1）車為接收器

例題利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測車速，固定波源發(fā)出求車速.頻率為的