高二物理競(jìng)賽磁場(chǎng)的能量課件

考察在開(kāi)關(guān)合上后的一段時(shí)間內(nèi)，電路中的電流增長(zhǎng)過(guò)程：9.4磁場(chǎng)能量電池BATTERY1.自感磁能電源克服自感電動(dòng)勢(shì)所做的功9.4.1線圈儲(chǔ)存的能量計(jì)算自感系數(shù)可歸納為三種方法(1)靜態(tài)法:(2)動(dòng)態(tài)法:(3)能量法:將兩相鄰線圈分別與電源相連，在通電過(guò)程中電源所做功線圈中產(chǎn)生焦耳熱反抗自感電動(dòng)勢(shì)做功反抗互感電動(dòng)勢(shì)做功互感磁能自感磁能互感磁能2.互感磁能9.4.2磁場(chǎng)的能量磁場(chǎng)能量密度螺線管特例：任意磁場(chǎng)例如圖.求同軸傳輸線之磁能及自感系數(shù)可得同軸電纜的自感系數(shù)為L(zhǎng)——自感系數(shù)，單位：亨利（H）1.自感

由于回路自身電流、回路的形狀大小、或回路周?chē)拇沤橘|(zhì)發(fā)生變化時(shí)，穿過(guò)該回路自身的磁通量隨之改變，從而在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。磁通鏈數(shù)9.3.4

自感與互感若回路幾何形狀、尺寸不變，周?chē)橘|(zhì)的磁導(dǎo)率不變(1)L的意義：自感系數(shù)與自感電動(dòng)勢(shì)

自感系數(shù)在數(shù)值上等于回路中通過(guò)單位電流時(shí)，通過(guò)自身回路所包圍面積的磁通鏈數(shù)。若I=1A，則L的計(jì)算(2)自感電動(dòng)勢(shì)討論:

2.

L的存在總是阻礙電流的變化，所以自感電動(dòng)勢(shì)是反抗電流的變化,而不是反抗電流本身。自感的計(jì)算步驟：Slμ例1、

試計(jì)算長(zhǎng)直螺線管的自感。已知：匝數(shù)N,橫截面積S,長(zhǎng)度l,磁導(dǎo)率Slμ單位長(zhǎng)度的自感為：

例2

求一無(wú)限長(zhǎng)同軸傳輸線單位長(zhǎng)度的自感.

已知：R1

、R2II

例3

求一環(huán)形螺線管的自感。已知：R1

、R2、h、Ndr2.互感互感系數(shù)與互感電動(dòng)勢(shì)(1)互感系數(shù)(M)

因兩個(gè)載流線圈中電流變化而在對(duì)方線圈中激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為互感應(yīng)現(xiàn)象。

若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周?chē)鸁o(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)和理論指出：實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：互感系數(shù)和兩回路的幾何形狀、尺寸，它們的相對(duì)位置，以及周?chē)橘|(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)?；ジ邢禂?shù)的大小反映了兩個(gè)線圈磁場(chǎng)的相互影響程度。(2)互感電動(dòng)勢(shì)

互感系數(shù)在數(shù)值上等于當(dāng)一個(gè)回路電流變化率為每秒一安培時(shí)，在另一個(gè)回路所產(chǎn)生的互感電動(dòng)勢(shì)的大小?；ジ邢禂?shù)的物理意義（a）順接（b）逆接自感線圈的串聯(lián)例1

有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上。已知：0、N1

、N2、l、S

求：互感系數(shù)稱(chēng)K為耦合系數(shù)

耦合系數(shù)的大小反映了兩個(gè)回路磁場(chǎng)耦合松緊的程度。由于在一般情況下都有漏磁通，所以耦合系數(shù)小于一。

在此例中，線圈1的磁通全部通過(guò)線圈2，稱(chēng)為無(wú)漏磁。在一般情況下例2.如圖所示,在磁導(dǎo)率為的均勻無(wú)限大磁介質(zhì)中,一無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線與矩形線圈一邊相距為a,線圈共N匝,其尺寸見(jiàn)圖示,求它們的互感系數(shù).解:設(shè)直