第16章电磁场 主要内容 法拉第电磁感应定律 动生电动势 感生电动势 自感和互感 磁场的能量 位移电流 麦克斯韦方程组 电磁波 电磁振荡
第16章 电磁场 主要内容 法拉第电磁感应定律 动生电动势 感生电动势 自感和互感 磁场的能量 位移电流 麦克斯韦方程组 电磁波 电磁振荡
本章导引本章主要阐述变化的电场和变化的磁场间 电场和磁场的相互联系概括出电磁学的理论结构体系 从电磁感应现象入手通过剖析产生感应电动 磁感应势的原因及其非静电力将感应电动势分为两类 产生动生电动势的是第一类电磁感应现象其 生电势静电力是洛仑兹力在本质上没有涉及新的概念 电动势 产生感生电动势的是第二类电磁感应现象,其非静 电力是变化的磁场称为“感应电场”或“涡旋电 感和草感成号的感和工感是类电磁离应现在线 通过分析安培环路定律应用于非稳恒电流磁 环路律场的矛盾从对称自然观出发得出变化的电场 产生磁场的结论:变化的电场相当于一种电 流“位移电流”.由此得到更普遍的环路定理. 将电磁场的基本规律概括为四个相关的方 麦氏方程组程麦克斯韦方程组建立电磁场理论预言电磁 波的存在介绍电磁波的性质,能量产生和传播
本章导引 电场和磁场 本章主要阐述变化的电场和变化的磁场间 电场和磁场 的相互联系,概括出电磁学的理论结构体系. 电磁感应 从电磁感应现象入手,通过剖析产生感应电动 势的原因及其非静电力,将感应电动势分为两类. 产生动生电动势的是第 类电磁感应现象 其 动生电动势 产生动生电动势的是第 一类电磁感应现象,其 静电力是洛仑兹力,在本质上没有涉及新的概念. 产生感生电动势的是第二类电磁感应现象 其非静 感生电动势 , 电力是变化的磁场,称为“感应电场”或“涡旋电 自感和互感 场 ”自感和互感是第二类电磁感应现象在线圈 . 中的应用,通过自感磁能阐明磁场能量的来源. 通过分析安培环路定律应用于非稳恒电流磁 环路定律 场的矛盾,从对称自然观出发,得出变化的电场 产生磁场的结论:变化的电场相当于一种电 流 位移电流 ” 由此得到更普遍的环路定理 将电磁场的基本规律概括为四个相关的方 程 麦克斯韦方程组 建立电磁场理论 预言电磁 流—“位移电流 ”.由此得到更普遍的环路定理. 麦氏方程组 程 —麦克斯韦方程组,建立电磁场理论,预言电磁 波的存在,介绍电磁波的性质,能量,产生和传播. 麦氏方程组
注意: (1)掌握法拉第电磁感应定律,能熟练地运用其计算感应电动势 (2)掌握动生电动势和感生电动势的概念及其计算. (3)理解“涡旋电流”概念,能借助涡旋电场的“环流” 计算具有简单对称性的“涡旋电流”场强,了解其有关 应围掌握自感与互感概念及其计算方法,掌握磁能及其计算方法 (5)理解位移电流的概念及其计算 (6)理解麦克斯韦电磁场方程组中各方程的物 理意义,从而理解其作为电磁场理论的高度概括
注意: (1)掌握法拉第电磁感应定律,能熟练地运用其计算感应电动势. (2)掌握动生电动势和感生电动势的概念及其计算. (3)理解“涡旋电流”概念,能借助涡旋电场的 能借助涡旋电场的“环流” 计算具有简单对称性的“涡旋电流”场强,了解其有关 应用. ( ) 4 掌握自 与 概 其计算方 感与互感概念及其计算方法,掌握 能 其计算方 磁能及其计算方法. (5)理解位移电流的概念及其计算. (6)理解麦克斯韦电磁场方程组中各方程的物 理意义,从而理解其作为电磁场理论的高度概括
161法拉第电磁感应定律 111什么叫电磁感应? 1820年奥斯特发现了电流的磁效应,1822年 英国物理学家法拉第开始了其逆过程“磁生电 的研究经过10年努力,终于在1831年获得成功 当穿过闭合导体回路的磁通量随时间发生变化时,闭合回路中 有电流产生这种现象称为电磁感应产生的电流称为感应电流 感应电流方向的由楞次定律决定 1833年俄国物理学家楞次总结出判断感应电流方向的楞次定律 闭合回路中感应电流的方向总是使感应电 流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
16.1 法拉第电磁感应定律 111 . . 什么叫电磁感应 什么叫电磁感应? 1820年奥斯特发现了电流的磁效应,1822年 英国物理学家法拉第开始了其逆过程“磁生电” 的研究,经过10年努力,终于在1831年获得成功. 当穿过闭合导体回路的磁通量随时间发生变化时,闭合回路中 有电流产生.这种现象称为电磁感应,产生的电流称为感应电流. 感应电流方向的由楞次定律决定. 1833年俄国物理学家楞次总结出判断感应电流方向的楞次定律. 闭合回路中感应电流的方向总是使感应电 流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
112.为什么说楞次定律是电磁 感应过程中能量守恒的反映? 使条形磁铁的N极靠近一个闭合 条形磁铁的磁力线 导体回路,回路中磁通量就会增加 根据楞次定律,回路中感应电流的磁 场将阻碍磁通量增加,其方向与外磁 感应电流的磁力线 场方向相反,电流在正面就是向下的 如果感应电流方向违反楞次定律,与图示方向 相反电流产生的磁场将使磁铁向左做加速运动 旦磁铁开始运动其动能就会越来越大,电流也将增 大而这些能量是无中生有的,违背了能量守恒定律 根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍磁铁运 动,要使磁铁继续靠近回路,外界必须克服斥 力做功以提供能量,维持感应回路中的电流
1.1.2为什么说楞次定律是电磁 感应过程中能量守恒的反映? 使条形磁铁的N极靠近一个闭合 导体回路 回路中磁通量就会增加 条形磁铁的磁力线 , . 根据楞次定律,回路中感应电流的磁 场将阻碍磁通量增加 其方向与外磁 v N S ,其方向与外磁 场方向相反,电流在正面就是向下的. 感应电流的磁力线 如果感应电流方向违反楞次定律,与图示方向 相反,电流产生的磁场将使磁铁向左做加速运动; 一旦磁铁开始运动,其动能就会越来越大,电流也将增 大,而这些能量是无中生有的,违背了能量守恒定律. 根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍磁铁运 动,要使磁铁继续靠近回路,外界必须克服斥 力做功以提供能量,维持感应回路中的电流