變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)

變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)1第1頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)例設(shè)平行板電容器極板為圓板，半徑為R，兩極板間距為d,用緩變電流IC

對(duì)電容器充電解:任一時(shí)刻極板間的電場(chǎng)極板間任一點(diǎn)的位移電流由全電流安培環(huán)路定理求P1,P2點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度第2頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)二.麥克斯韋方程組——系統(tǒng)介紹了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的基本性質(zhì)和規(guī)律。一般來(lái)說(shuō)，空間同時(shí)存在四個(gè)場(chǎng)：1、靜電場(chǎng)：E1,D1其中：一個(gè)保守場(chǎng)，三個(gè)渦旋場(chǎng)1個(gè)左旋2個(gè)右旋2、靜磁場(chǎng)：

B1,H13、變化的磁場(chǎng)激發(fā)的電場(chǎng)：E2,D24、變化電場(chǎng)激發(fā)的磁場(chǎng)：B2,H2第3頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)1.電場(chǎng)的高斯定理2.磁場(chǎng)的高斯定理靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)感應(yīng)電場(chǎng)是渦旋場(chǎng)傳導(dǎo)電流、位移電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)都是無(wú)源場(chǎng)第4頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)3.電場(chǎng)的環(huán)路定理——法拉第電磁感應(yīng)定律4.全電流安培環(huán)路定理靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)，變化磁場(chǎng)可以激發(fā)渦旋電場(chǎng)傳導(dǎo)電流和變化電場(chǎng)可以激發(fā)渦旋磁場(chǎng)四個(gè)方程稱為麥克斯韋方程組的積分形式.麥克斯韋方程組能完全描述電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。第5頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)麥克斯韋的貢獻(xiàn)：完善了宏觀的電磁場(chǎng)理論：四個(gè)微分方程在確定的邊界條件下聯(lián)合求解上述方程，原則上可解決電磁場(chǎng)的一般問(wèn)題。三個(gè)介質(zhì)方程2.愛(ài)因斯坦相對(duì)論的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第6頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)3.預(yù)言電磁波的存在由微分方程出發(fā)在各向同性介質(zhì)中且在情況下滿足的微分方程形式是波動(dòng)方程——波動(dòng)方程的形式對(duì)沿x方向傳播的電磁場(chǎng)(波)有1886年赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的預(yù)言第7頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一8變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)第8頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一9變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)習(xí)題課一.基本規(guī)律1.法拉第電磁感應(yīng)定律2.楞次定律——感應(yīng)電流方向的判定定律感應(yīng)電流的方向總是使其自身產(chǎn)生的磁通量反抗引起電流的磁通量的變化。二.電動(dòng)勢(shì)為維持回路中有恒定電流，回路中必有電源。電源是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的裝置，不同電源轉(zhuǎn)換能量的能力不同。電動(dòng)勢(shì)是定量描述電源轉(zhuǎn)換能量的能力的物理量。第9頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一10變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)1.電動(dòng)勢(shì)的定義——單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極非靜電力作的功。（Fk存在于整個(gè)回路）2.電動(dòng)勢(shì)的分類化學(xué)電動(dòng)勢(shì)溫差電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)——渦旋電場(chǎng)第10頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一11變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)自感電動(dòng)勢(shì)互感電動(dòng)勢(shì)IHBΦLI1H1B1Φ21M三.磁場(chǎng)能量磁能密度磁場(chǎng)能量四.麥克斯韋假設(shè)第11頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)●●●●●●●●●●●●●●●●解：例如圖,一細(xì)導(dǎo)線彎成直徑為d的半圓形,導(dǎo)線處于均勻磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)線繞過(guò)a點(diǎn)垂直于半圓面的軸以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),求導(dǎo)線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).

段上各部分速度不同，作輔助線，a-N-c-a構(gòu)成一閉路，當(dāng)此閉路繞a點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，N第12頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一13變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)C點(diǎn)電勢(shì)高通過(guò)求來(lái)求●●●●●●●●●●●●●●●●N第13頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一14變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)例：無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通交流電，導(dǎo)線離地面h，O點(diǎn)在導(dǎo)線正下方，地面上有一N匝平面矩形線圈（a×b），總電阻為R，法線豎直向上。求：矩形線圈中的感應(yīng)電流。（忽略線圈自感）解：(1)先求t時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量建立坐標(biāo)系如圖Oxhd0axdxBθ第14頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一15變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)(2)通過(guò)矩形線圈在位置OO處的Φ與位置O’O’處的Φ相等hOOOO’O’第15頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一16變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)例一導(dǎo)線矩形框的平面與磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)相垂直.在此矩形框上,有一質(zhì)量為m長(zhǎng)為l的可移動(dòng)的細(xì)導(dǎo)體棒MN;矩形框還接有一個(gè)電阻R,其值較之導(dǎo)線的電阻值要大得很多.若開(kāi)始時(shí),細(xì)導(dǎo)體棒以速度沿如圖所示的矩形框運(yùn)動(dòng),試求棒的速率隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系.

解如圖建立坐標(biāo)棒所受安培力++++++（向左）第16頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一17變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)++++++（向左）由牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算得棒的速率隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系為第17頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一18變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)解：本題求感生電動(dòng)勢(shì)方法一：求較方便的方法是作oaco回路例：半徑R的圓柱形空間存在均勻磁場(chǎng)，已知一長(zhǎng)為

2R的棒放在位置ab之間，一半在磁場(chǎng)內(nèi)部另一半在磁場(chǎng)外。求：棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)第18頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一19變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)求,作ocbo回路S'為扇形ocb'的面積,因?yàn)榇磐ㄖ煌ㄟ^(guò)這部分為等邊三角形,,為等腰三角形,,相應(yīng)的面積為第19頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一20變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)方法二：第20頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一21變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)變量、、統(tǒng)一到第21頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期一22變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)例:橫截面為矩形的一個(gè)環(huán)狀螺旋管，N匝，