第七章 電磁感應與電磁場
本章是重點章。本章的重點內容則是法拉弟電磁感應定律和楞次定律。感應電動勢的計算是綜合應用題的主要內容。
一、電磁感應的基本規律
產生感應電流和感應電動勢的條件(識記):當穿過閉合回路的磁通量發生變化時,回路中就產生感應電動勢(感應電流),若回路不閉合,則沒有感應電流,但電動勢依然存在。
根據楞次定律和法拉弟定律判斷感應電動勢的方向和計算其大小(綜合應用):
1.在只含電阻的回路中,感應電動勢和感應電流的方向是一致的。楞次定律可以判斷閉合回路中感應電流的方向,即:閉合回路中感應電流的方向,總是使得由它所激發的磁場來阻止引起感應電流的磁通量的變化(增加或減少)。應用楞次定律有四個步驟:
?。?)明確原磁場方向;
?。?)磁通量變化情況;
?。?)激發的磁場方向;
?。?)右手判斷電流向。
2.法拉弟電磁感應定律:這個定律定量地反映了感應電動勢與磁通變化的關系:任一給定回路中的感應電動勢ε的大小與穿過回路所圍面積的磁通量的變化率dΦm/dt成正比。
運用這個定律計算感應電動勢就是計算的重點了。統一的表達式為:
ε=dY/dt=NdY/dt
二、動生電動勢與感生電動勢
磁通量的變化可歸結為兩種:一種是磁場不變,導體回路或導體回路中的部分在磁場中運動;另一種就是導體不動,磁場發生變化。我們把前一種情況產生的感應電動勢稱為動生電動勢,后者稱為感生電動勢。
1.為什么導體在磁場中運動會產生動生電動勢呢?能量從何而來? 就是作用于導體內部自由電子上的磁場力所提供的,這個磁場力就是提供動生電動勢的非靜電力。動生電動勢的方向可由導體運動方向與磁力線的方向(根據右手定則)確定。導體棒中的動生電動勢大小為:
ε=Blvsinθ
注意,動生電動勢的產生并不要求導體必須構成閉合回路。若閉合回路中有動生電動勢產生,則回路中只有那些運動的部分才能產生動生電動勢。
動生電動勢的計算是綜合應用的內容,綜合力學、電磁學知識進行分析導線在磁場中的受力及運動問題。
2.感生電動勢和感生電場(識記)
如上所述,當一個靜止的導體回路中磁通量(或者說是磁場)發生變化時,回路中會產生感生電動勢。根據法拉弟電磁感應定律:
ε=∫s(dB/dt)。dS
應能運用此公式計算感生電動勢大小。其方向由公式中的符號及先取定的回路繞行方向來決定。
感生電場(領會):導體不動,磁場變化時會產生感生電動勢,若導體不存在,磁場的變化仍會在其周圍激發一種電場,這種電場不同于靜電場,它不是由電荷激發的而是由磁場的變化引起的。故名“感生電場” .感生電場與靜電場的共同點是都能對電荷產生力的作用。感生電場的電場線是閉合的,因而它不是保守場,場強的環流不等于零,我們又稱其為“渦旋電場”。靜電場的電場線是不閉合的,它是保守場,場強的環流恒等于零。
到了這里,我們應該把感生電動勢和感生電場聯系起來看。當感生電場中有閉合導體時,則在導體上產生感生電流,產生這個電動勢非靜電力就是感生電場對導體中電荷的作用力,電場是非靜電場,它對電荷的作用力就是非靜電力了。
導體在渦旋電場中產生的電流就是渦流。而這個渦旋電場則是由變化的磁場產生的。
三、互感與自感
互感與自感現象的產生(識記):由于閉合導體回路中電流的變化引起其激發的磁場變化而導致附近另一閉合導體回路中產生感應電動勢的現象就是互感。看起來就象是一個電流變化的導體回路引起了另一個回路中產生電流。實際上是通過電磁感應引起的。
互感系數在數值上等于一個回路中的電流為1安(A)時,在另一個回路中的全磁通。它與電流無關。但與兩個回路的幾何形狀、大小、匝數、相對位置以及周圍磁介質的性質決定。如果周圍沒有鐵磁質,則
M=y1/I2=y2/I1
同樣,當一個載流回路中電流變化時,它所激發的磁場通過
聲明:
(一)由于考試政策等各方面情況的不斷調整與變化,本網站所提供的考試信息僅供參考,請以權威部門公布的正式信息為準。
(二)本網站在文章內容來源出處標注為其他平臺的稿件均為轉載稿,免費轉載出于非商業性學習目的,版權歸原作者所有。如您對內容、版權等問題存在異議請與本站聯系,我們會及時進行處理解決。
相關推薦
2023年4月浙江自考中國文化概論復習筆記:中國傳統的藝術審美
12-102023年4月浙江自考俄羅斯小說文體論復習資料七
11-26自考輔導資料:2019年10月《美學》知識點-美育的內涵
09-20自考輔導資料:2019年10月《美學》知識點-審美經驗理論的歷史回顧
09-182023年4月浙江自考《管理系統中計算機應用》串講資料四
03-14自考輔導資料:2019年10月《中國現代文學史》-30年代文學小說創作
09-242022年浙江自考心理實驗設計串講資料第三章
10-20自考輔導資料:2019年10月《美學》知識點-審美發生的特殊標志
09-162023年4月浙江自考中國文化概論復習筆記:語言文字及其文化特征
12-102023年4月浙江自考學前教育史復習筆記:抗日戰爭和解放戰爭時期
12-06