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1、第1页，共88页，编辑于2022年，星期一一一 掌握并能熟练掌握并能熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向来计算感应电动势，并判明其方向.二二 理解理解动生电动势和感生电动势的本质，并会计算动生电动势和感生电动势的本质，并会计算动动生电动势和感生电动势生电动势和感生电动势.了解有旋电场的概念了解有旋电场的概念.三三 了解了解互感和互感和自感现象自感现象四四 了解了解磁场具有能量和磁能密度的概念磁场具有能量和磁能密度的概念五五 了解了解位移电流和麦克斯韦电场的基本概念以及麦克位移电流和麦克斯韦电场的基本概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）
2、的物理意义斯韦方程组（积分形式）的物理意义.第2页，共88页，编辑于2022年，星期一 法拉第法拉第（Michael Faraday,1791-Michael Faraday,1791-18671867），伟大的英国物理学家和化学家），伟大的英国物理学家和化学家.他他创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的拉第最早引入的.他是电磁理论的创始人之他是电磁理论的创始人之一，于一，于18311831年发现电磁感应现象，后又相继年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的
3、旋转及光的偏振面在磁场中的旋转.18201820年年 ：奥斯特实验：电奥斯特实验：电 磁磁1821 1821 1831 1831年：法拉第实验：磁年：法拉第实验：磁 电电对称性对称性12.1 12.1 电磁感应及法拉第电磁感应定律电磁感应及法拉第电磁感应定律第3页，共88页，编辑于2022年，星期一1.电磁感应现象电磁感应现象第4页，共88页，编辑于2022年，星期一当穿过闭合回路所围面积的磁当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变时，回路中会产生通量发生变时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势正感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负比于磁通量对时间变化率的负值值.2 2 法拉第电
4、磁感应定律法拉第电磁感应定律第5页，共88页，编辑于2022年，星期一1 1）闭合回路由）闭合回路由N 匝密绕线圈组成匝密绕线圈组成 磁通匝数（磁链）磁通匝数（磁链）2 2）若闭合回路的电阻为）若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为，感应电流为时间内，流过回路的电荷时间内，流过回路的电荷第6页，共88页，编辑于2022年，星期一3）“”的意义的意义N与绕行方向相反与绕行方向相反沿绕行方向沿绕行方向 规定：规定：的方向与回路的方向与回路绕行方向成右手螺旋关系绕行方向成右手螺旋关系时，时，负号负号表示感应电动势阻碍表示感应电动势阻碍原磁通量的变化。原磁通量的变化。第7页，共88页，编辑于2022年，
5、星期一NS3 3 楞次定律楞次定律 闭合的导线回路中所闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因任何引发电磁感应的原因（反抗相对运动、磁场变（反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等）化或线圈变形等）.2022/9/15第8页，共88页，编辑于2022年，星期一NSNS用楞次定律判断感应电流方向第9页，共88页，编辑于2022年，星期一 楞次定律是能量守楞次定律是能量守恒定律的一种表现恒定律的一种表现 维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克服安培维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热力做
6、功转化为焦耳热.机械能机械能焦耳热焦耳热+第10页，共88页，编辑于2022年，星期一例例12-1在匀强磁场中在匀强磁场中,置有面积为置有面积为S 的可绕的可绕轴转动的轴转动的N 匝线圈匝线圈.若线圈以角速度若线圈以角速度 作匀速转动作匀速转动.求求线圈线圈中的感应电动势中的感应电动势.第11页，共88页，编辑于2022年，星期一 可见可见,在匀强磁场中匀在匀强磁场中匀速转动的线圈内的感应电电速转动的线圈内的感应电电流是时间的正弦函数流是时间的正弦函数.这种这种电流称电流称交流电交流电.第12页，共88页，编辑于2022年，星期一稳恒磁场中的导体运动稳恒磁场中的导体运动,或者回路或者回路面积变
7、化、取向变化等面积变化、取向变化等导体或导体回路不动，磁场变化导体或导体回路不动，磁场变化12.2 12.2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势根据磁通量变化原因：根据磁通量变化原因：感应电动势感应电动势动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势第13页，共88页，编辑于2022年，星期一+-+一一 电动势电动势电动势的定义电动势的定义：将：将单位正电荷绕闭合回路运动一周，单位正电荷绕闭合回路运动一周，非静电力所做的功，用非静电力所做的功，用 表示表示.非静电场的电场强度非静电场的电场强度:单位正电荷所受的非静电力称单位正电荷所受的非静电力称为为非静电场的电场强度用非静电场的电场强度用
8、 表表示，在电源内部示，在电源内部 与与 静电场静电场 方向相反。方向相反。非静电场只存在于内电路，因此回路中的外电路只有非静电场只存在于内电路，因此回路中的外电路只有静电场，而内电路既有静电场，也有非静电场静电场，而内电路既有静电场，也有非静电场.第14页，共88页，编辑于2022年，星期一+-+电荷电荷q沿回路运行一周，各种电场所作的总功为沿回路运行一周，各种电场所作的总功为根据电动势的定义，可有根据电动势的定义，可有即即第15页，共88页，编辑于2022年，星期一上式表明，电源电动势的大小上式表明，电源电动势的大小，等于将单位正电荷从负极等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力
9、所作的功经电源内部移至正极时非静电力所作的功.可得可得电源电动势电源电动势非静电场只存在于内电路，则非静电场只存在于内电路，则第16页，共88页，编辑于2022年，星期一+OP1.1.动生电动势动生电动势动生电动势的动生电动势的非非静电力场来源静电力场来源 洛伦兹力洛伦兹力-+平衡时平衡时方向：方向：由由 决定决定第17页，共88页，编辑于2022年，星期一 若杆为若杆为 ，为恒矢量，且为恒矢量，且 则则Po电动势的方向由电动势的方向由 任意形状的导线在非均匀磁场中的动生电动势的计算任意形状的导线在非均匀磁场中的动生电动势的计算方向由方向由 确定确定第18页，共88页，编辑于2022年，星期一
10、例例.一矩形导体线框，宽为一矩形导体线框，宽为l，与运动导体棒构成闭合回路。，与运动导体棒构成闭合回路。如果导体棒以速度如果导体棒以速度v 做匀速直线运动，求回路内的感应电做匀速直线运动，求回路内的感应电动势。动势。解法解法1 1：在：在AB上任选一上任选一线元线元，则，则的动生电的动生电动势为动势为电动势方向电动势方向 A B电动势方向电动势方向 A B B Av第19页，共88页，编辑于2022年，星期一解法解法2 2：根据法拉第电磁感应定律：根据法拉第电磁感应定律 B Av感应电动势的方向感应电动势的方向 AB。第20页，共88页，编辑于2022年，星期一例例122 一通有电流一通有电流
11、 的长直水平导线近旁有一斜向的长直水平导线近旁有一斜向放置的金属棒放置的金属棒AC与之共面，金属棒以平行导线的速度与之共面，金属棒以平行导线的速度 平动。已知平动。已知A、C与导线的距离分别为与导线的距离分别为 、，求棒中的，求棒中的感应电动势。感应电动势。AC解：动生电动势解：动生电动势A点电势高点电势高第21页，共88页，编辑于2022年，星期一作业：作业：P107 12-1 12-3第22页，共88页，编辑于2022年，星期一解解例例12123 3 一长为一长为 的铜棒在磁感强度为的铜棒在磁感强度为 的均匀磁场的均匀磁场中中,以角速度以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端在与磁场方
12、向垂直的平面上绕棒的一端转动，转动，求求铜棒两端的感应电动势铜棒两端的感应电动势.+oP（点（点P的电势高于点的电势高于点O的电势）的电势）方向方向OP第23页，共88页，编辑于2022年，星期一计算动生电动势（两种方法）计算动生电动势（两种方法）（2 2）由法拉第定律求）由法拉第定律求如果回路不闭合，需加辅助线使其闭合。如果回路不闭合，需加辅助线使其闭合。大小和方向可分别确定大小和方向可分别确定.（1 1）由电动势定义求）由电动势定义求第24页，共88页，编辑于2022年，星期一2 2 感生电动势感生电动势 产生感生电动势的非产生感生电动势的非静电力是什么？静电力是什么？（1）洛仑兹力？）洛
13、仑兹力？（2）那是什么力？）那是什么力？一种新型的电场力一种新型的电场力第25页，共88页，编辑于2022年，星期一2 2 感生电动势感生电动势麦克斯韦假设麦克斯韦假设变化的磁场在其周围空变化的磁场在其周围空间激发一种电场间激发一种电场,这个电这个电场叫感生电场场叫感生电场.闭合回路中的感生电动势闭合回路中的感生电动势第26页，共88页，编辑于2022年，星期一与与成右手螺旋关系成右手螺旋关系第27页，共88页，编辑于2022年，星期一第28页，共88页，编辑于2022年，星期一两种电场比较两种电场比较由静止电荷激发由静止电荷激发由变化的磁场激发由变化的磁场激发电场线为闭合曲线电场线为闭合曲线
14、电场线为非闭合曲线电场线为非闭合曲线静电场静电场 感生电场感生电场 起源起源电电场场线线形形状状比较比较第29页，共88页，编辑于2022年，星期一有源：有源：无源：无源：保守：保守：非保守（涡旋）：非保守（涡旋）：不能脱离源电荷存在不能脱离源电荷存在可以脱离可以脱离“源源”在空间传播在空间传播静电场静电场 感生电场感生电场 性质性质特点特点对场中对场中电荷的电荷的作用作用相互相互联系联系比较比较 作为产生作为产生 的非静电的非静电力，可以引起导体中电荷力，可以引起导体中电荷堆积，从而建立起静电场堆积，从而建立起静电场 .第30页，共88页，编辑于2022年，星期一例例12-5设有一半径为设有
15、一半径为R,高度为高度为h 的铝圆盘的铝圆盘,其电其电导率为导率为.把圆盘放在磁感强度为把圆盘放在磁感强度为的均匀磁场中的均匀磁场中,磁场方向垂直盘面磁场方向垂直盘面.设磁场随时间变化设磁场随时间变化,且且为一常量为一常量.求盘内的感应电流值求盘内的感应电流值.（圆盘内感应电流自（圆盘内感应电流自己的磁场略去不计）己的磁场略去不计）第31页，共88页，编辑于2022年，星期一解解 如图取一半径为如图取一半径为,宽宽度为度为,高度为高度为的圆的圆环环.则圆环中的感生电动势的值为则圆环中的感生电动势的值为又又所以所以第32页，共88页，编辑于2022年，星期一由计算得圆环中电流由计算得圆环中电流于
16、是圆盘中的感应电流为于是圆盘中的感应电流为第33页，共88页，编辑于2022年，星期一感生电动势的计算感生电动势的计算（两种方法）（两种方法）1.1.由电动势定义求（由电动势定义求（已知或易求已知或易求 ）或或2.2.由法拉第定律求由法拉第定律求若导体不闭合，需加辅助线构成闭合回路若导体不闭合，需加辅助线构成闭合回路.第34页，共88页，编辑于2022年，星期一解：解：1 1）：以：以r为为半径作一半径作一圆形回路圆形回路L L，逆时针方向为回路的，逆时针方向为回路的绕行方向，根据电动势定义：绕行方向，根据电动势定义：AC例例12-6.12-6.半径为半径为R 的圆柱形空间区域，充满着均匀磁场
17、。的圆柱形空间区域，充满着均匀磁场。设磁场在减少，设磁场在减少，为一常量。求棒为一常量。求棒AC上的感上的感生电动势的大小和方向生电动势的大小和方向。第35页，共88页，编辑于2022年，星期一AC可得可得方向与回路的绕行方向一致，沿逆时针方向。方向与回路的绕行方向一致，沿逆时针方向。在棒上任取位移元在棒上任取位移元 ,它到圆心的距离为它到圆心的距离为r,则则 上产生上产生的感生电动势为的感生电动势为第36页，共88页，编辑于2022年，星期一ACAC则整根棒产生的感生电动势为：则整根棒产生的感生电动势为：感生电动势的方向由感生电动势的方向由A指向指向C,C点电势高点电势高第37页，共88页，
18、编辑于2022年，星期一ab法：法：如图构造闭合回路如图构造闭合回路半径方向的导体上：半径方向的导体上：第38页，共88页，编辑于2022年，星期一作业：作业：P107 12-4 12-10第39页，共88页，编辑于2022年，星期一3.电子感应加速器电子感应加速器利用感生电场来加速电子的设备利用感生电场来加速电子的设备（1）电子的运动稳定在圆形轨道上）电子的运动稳定在圆形轨道上第40页，共88页，编辑于2022年，星期一电子圆形轨道所在处的磁感应强度是轨道所包围面积电子圆形轨道所在处的磁感应强度是轨道所包围面积内磁场的平均磁感应强度的一半。内磁场的平均磁感应强度的一半。第41页，共88页，编
19、辑于2022年，星期一（2）电子在圆形轨道上只被加速）电子在圆形轨道上只被加速感生电场方向绕向感生电场方向绕向第42页，共88页，编辑于2022年，星期一4涡电流涡电流感应电流不仅能感应电流不仅能在导电回在导电回路内出现，路内出现，而且当而且当大块导体大块导体与磁与磁场有相对运动或处在场有相对运动或处在变化的磁场中时，在变化的磁场中时，在这块导体中也会激起这块导体中也会激起感应电流感应电流.这种在大这种在大块导体内流动的感应块导体内流动的感应电流电流,叫做叫做涡电流涡电流,简称涡流简称涡流.应用应用热效应、电磁阻尼效应热效应、电磁阻尼效应.第43页，共88页，编辑于2022年，星期一 在冶金工
20、业中，某些活泼的稀有金属在高温下容在冶金工业中，某些活泼的稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着通有交流电的线圈，利用涡流对金属加热，防止氧化。通有交流电的线圈，利用涡流对金属加热，防止氧化。抽真空抽真空应用举例应用举例 在制造电子管、显像管或激光管时，在做好后要在制造电子管、显像管或激光管时，在做好后要抽气封口，但管子里金属电极上吸附的气体必须加抽气封口，但管子里金属电极上吸附的气体必须加热到高温才能放出而被抽走热到高温才能放出而被抽走,利用涡电流加热的方法，利用涡电流加热的方法，一边加热，一边抽气，然后封口。一边加热，
21、一边抽气，然后封口。抽真空抽真空显像管显像管第44页，共88页，编辑于2022年，星期一 电磁炉加热时炉体本身并不发热，在炉内线圈接通交电磁炉加热时炉体本身并不发热，在炉内线圈接通交流电时，在炉体周围产生交变的磁场。当金属容器放在流电时，在炉体周围产生交变的磁场。当金属容器放在炉上时，在容器上产生涡电流，使容器发热，达到加热炉上时，在容器上产生涡电流，使容器发热，达到加热食物的目的。食物的目的。电度表记录用电量，就是利用通有交流电的铁心产电度表记录用电量，就是利用通有交流电的铁心产生交变的磁场，在缝隙处铝盘上产生涡电流，涡电流生交变的磁场，在缝隙处铝盘上产生涡电流，涡电流受磁场作用，表盘受到一
22、转动力矩，使表盘转动。受磁场作用，表盘受到一转动力矩，使表盘转动。o第45页，共88页，编辑于2022年，星期一如果把变压铁心制成实心的，在变压器工作时，铁如果把变压铁心制成实心的，在变压器工作时，铁心中会产生较大的涡电流，使铁心发热，造成漆包线心中会产生较大的涡电流，使铁心发热，造成漆包线绝缘性能下降，引发事故。因此，变压器铁心用多片绝缘性能下降，引发事故。因此，变压器铁心用多片相互绝缘的硅钢片叠合而成，使导体横截面减小，涡相互绝缘的硅钢片叠合而成，使导体横截面减小，涡电流也较小。电动机的转子和定子也都是用片状的软电流也较小。电动机的转子和定子也都是用片状的软磁性材料叠合制成的。磁性材料叠合
23、制成的。第46页，共88页，编辑于2022年，星期一12.3 12.3 互互 感感第47页，共88页，编辑于2022年，星期一1.1.互感现象互感现象原线圈原线圈副线圈副线圈一个载流回路中电流变化，引起邻近另一回路中一个载流回路中电流变化，引起邻近另一回路中产生感生电动势的现象产生感生电动势的现象 互感现象互感现象.互感电动势互感电动势变化变化 变化变化线圈线圈 2 2 中产生中产生变化变化 变化变化线圈线圈 1 1 中产生中产生第48页，共88页，编辑于2022年，星期一在在电流回电流回路中所产生的磁通量路中所产生的磁通量在在电流回路中所产生的磁通量电流回路中所产生的磁通量1）互感系数）互感
24、系数（理论可证明）（理论可证明）2022/9/15第49页，共88页，编辑于2022年，星期一互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置以及互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置以及周围的磁介质有关（无铁磁质时为常量）周围的磁介质有关（无铁磁质时为常量）.注意注意对于固定回路，对于固定回路，互感：表明相互感应强弱的物理量，互感：表明相互感应强弱的物理量，是两个电路耦合程度的量度。是两个电路耦合程度的量度。单位：亨利第50页，共88页，编辑于2022年，星期一互感的应用互感的应用（1）变压器的应用；）变压器的应用；（2）电流互感器套在电路上，可测大电流和保护线）电流互感器套在电路上，可测大电
25、流和保护线路；路；（4）感应线圈使低压直流电变为高压脉冲，形成高）感应线圈使低压直流电变为高压脉冲，形成高压放电，用于点火装置等压放电，用于点火装置等;（3）钳形安培表测回路中交流电大小；）钳形安培表测回路中交流电大小；（6）电子线路中的互感是一个重要的元件）电子线路中的互感是一个重要的元件.互感也会引起有害的干扰，在设计电路时必须合理互感也会引起有害的干扰，在设计电路时必须合理布局，并采取有效的屏蔽措施布局，并采取有效的屏蔽措施.（5）电焊机利用互感产生低压大电流熔化金属进行焊接）电焊机利用互感产生低压大电流熔化金属进行焊接.第51页，共88页，编辑于2022年，星期一例例128两同轴长直密
26、绕螺线管的互感两同轴长直密绕螺线管的互感有两个长度均有两个长度均为为l,半径分别为半径分别为r1和和r2（r1r2）,匝数分别为匝数分别为N1和和N2的同轴的同轴长直密绕螺线管长直密绕螺线管.求求它们的互感它们的互感.解解先设某一线圈中先设某一线圈中通以电流通以电流I 求出另一求出另一线圈的磁通量线圈的磁通量设半径为设半径为的线圈中的线圈中通有电流通有电流,则则第52页，共88页，编辑于2022年，星期一代入代入计算得计算得则则则穿过半径为则穿过半径为的线圈的线圈的磁通匝数为的磁通匝数为第53页，共88页，编辑于2022年，星期一12.4 12.4 自自 感感第54页，共88页，编辑于2022
27、年，星期一由于回路中电流变化，引起穿过回路包围面由于回路中电流变化，引起穿过回路包围面积的全磁通变化，从而在回路自身中产生感积的全磁通变化，从而在回路自身中产生感生电动势的现象叫自感现象生电动势的现象叫自感现象自感现象自感现象(实验实验)K K接通时：接通时：B B立即亮，立即亮，A A逐渐亮；逐渐亮；K K断开时：断开时：B B立即灭，立即灭，A A逐渐灭。逐渐灭。A A灯电流：灯电流：1.自感自感第55页，共88页，编辑于2022年，星期一穿过闭合电流回路的磁通量穿过闭合电流回路的磁通量1）自感）自感若线圈有若线圈有N匝，匝，自感自感磁通匝数磁通匝数无铁磁质时无铁磁质时,自感仅与线圈形状、
28、大小、自感仅与线圈形状、大小、N及磁介质有关及磁介质有关.注意注意第56页，共88页，编辑于2022年，星期一当当时，时，2）自感电动势）自感电动势单位：单位：1亨利亨利（H）=1韦伯韦伯/安培安培（1Wb/A）第57页，共88页，编辑于2022年，星期一2.自感的计算方法自感的计算方法例例如图的长直密绕螺线管如图的长直密绕螺线管,已知已知,求求其自感其自感.（忽略边缘效应）（忽略边缘效应）解解先设电流先设电流I 根据安培环路定理求得根据安培环路定理求得HB .2022/9/15第58页，共88页，编辑于2022年，星期一2022/9/15第59页，共88页，编辑于2022年，星期一12.6
29、磁场的能量磁场的能量第60页，共88页，编辑于2022年，星期一自感线圈磁能自感线圈磁能回路电回路电阻所放阻所放出的焦出的焦耳热耳热电电源源作作功功电源反电源反抗自感抗自感电动势电动势作的功作的功第61页，共88页，编辑于2022年，星期一磁场能量密度磁场能量密度磁场能量磁场能量自感线圈磁能自感线圈磁能第62页，共88页，编辑于2022年，星期一电场能量与磁场能量比较电场能量与磁场能量比较电场能量电场能量磁场能量磁场能量电容器储能电容器储能自感线圈储能自感线圈储能电场能量密度电场能量密度磁场能量密度磁场能量密度能量法求能量法求能量法求能量法求电场能电场能磁场能量磁场能量第63页，共88页，编辑
30、于2022年，星期一位移电流位移电流 电磁场基本方程电磁场基本方程的积分形式的积分形式12.712.7第64页，共88页，编辑于2022年，星期一麦克斯韦麦克斯韦（1831-1879）英）英国物理学家国物理学家.经典电磁理论的奠经典电磁理论的奠基人基人,气体动理论创始人之一气体动理论创始人之一.他提出了有旋场和位移电流的概他提出了有旋场和位移电流的概念念,建立了经典电磁理论建立了经典电磁理论,并预并预言了以光速传播的电磁波的存在言了以光速传播的电磁波的存在.在气体动理论方面在气体动理论方面,他还提出他还提出了气体分子按速率分布的统计规了气体分子按速率分布的统计规律律.第65页，共88页，编辑于
31、2022年，星期一1865年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整的电磁场理论，的电磁场理论，他的主要贡献是提出了他的主要贡献是提出了“有旋电场有旋电场”和和“位移电流位移电流”两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度（即出电磁波的速度（即光速光速）.1888年赫兹的实验证实了他的预言年赫兹的实验证实了他的预言,麦克斯韦理论奠麦克斯韦理论奠定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代电子通讯技定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景术发展开辟了广阔前景.(真空真空中中)第
32、66页，共88页，编辑于2022年，星期一一一位移电流位移电流全电流安培环路定理全电流安培环路定理+-IC（以（以L 为边做任意曲面为边做任意曲面S）稳恒磁场中稳恒磁场中,安培环路定理安培环路定理此矛盾如何解释此矛盾如何解释？第67页，共88页，编辑于2022年，星期一麦克斯韦假设麦克斯韦假设电场中某一点位移电流密度等于电场中某一点位移电流密度等于该点电位移矢量对时间的变化率该点电位移矢量对时间的变化率.位移电流密度位移电流密度+-ICICAB第68页，共88页，编辑于2022年，星期一位移电流位移电流+-全电流全电流位移电流密度位移电流密度通过电场中某一截面的位移通过电场中某一截面的位移电流
33、等于通过该截面电场强度通电流等于通过该截面电场强度通量对时间的变化率与量对时间的变化率与的乘积的乘积.电容器中位移电流电容器中位移电流回路中全电流连续回路中全电流连续第69页，共88页，编辑于2022年，星期一1）全电流是连续的；）全电流是连续的；2）位移电流和传导电流一样激发磁场；）位移电流和传导电流一样激发磁场；3）传导电流产生焦耳热，位移电流不产生焦耳热）传导电流产生焦耳热，位移电流不产生焦耳热.+-全电流全电流第70页，共88页，编辑于2022年，星期一二二电磁场电磁场麦克斯韦电磁场方程的积分形式麦克斯韦电磁场方程的积分形式磁场高斯定理磁场高斯定理安培环路定理安培环路定理静电场环流定理
34、静电场环流定理静电场高斯定理静电场高斯定理第71页，共88页，编辑于2022年，星期一方方程程的的积积分分形形式式麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场1）有旋电场）有旋电场麦克斯韦假设麦克斯韦假设2）位移电流）位移电流第72页，共88页，编辑于2022年，星期一12.8电磁振荡电磁振荡电磁波电磁波第73页，共88页，编辑于2022年，星期一一一振荡电路振荡电路无阻尼自由电磁振荡无阻尼自由电磁振荡LCEKLC 电磁振荡电路电磁振荡电路L+CAL+CCLCBLCD第74页，共88页，编辑于2022年，星期一无阻尼自由振荡中的电荷和电流随时间的变化无阻尼自由振荡中的电荷和电流随时间的变化O 无阻尼电磁振荡的
35、振荡方程无阻尼电磁振荡的振荡方程第75页，共88页，编辑于2022年，星期一+二二电磁波的产生与传播电磁波的产生与传播变化的电磁场在空间以一定的速度传播就形成电变化的电磁场在空间以一定的速度传播就形成电磁波磁波.-+振荡电偶极子振荡电偶极子+-发射电磁波，必须具备下列条件：发射电磁波，必须具备下列条件：1 1）频率必须足够高；）频率必须足够高；2 2）电路必须开放。）电路必须开放。第76页，共88页，编辑于2022年，星期一不同时刻振荡电偶极不同时刻振荡电偶极子附近的电场线子附近的电场线+-振荡电偶极子附近的电磁场线振荡电偶极子附近的电磁场线第77页，共88页，编辑于2022年，星期一760n
36、m400nm 可见光可见光 电电 磁磁 波波 谱谱红外线红外线 紫外线紫外线 射射 线线X射线射线长波无线电波长波无线电波频率频率波长波长短波无线电波短波无线电波无线电波无线电波可见光可见光红外线红外线紫外光紫外光射线射线射线射线第78页，共88页，编辑于2022年，星期一可见光的波长范围可见光的波长范围：400nm760nm 电磁波谱电磁波谱 第79页，共88页，编辑于2022年，星期一1.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律一一电磁感应定律电磁感应定律2.楞次定律楞次定律二二动生电动势和感生电动势（按产生原因分类）动生电动势和感生电动势（按产生原因分类）1.动生电动势动生电动势2.感生电动
37、势感生电动势由变化的磁场可以激发由变化的磁场可以激发感生电场感生电场，它是，它是有旋有旋场，注意与静电场的区别场，注意与静电场的区别.第80页，共88页，编辑于2022年，星期一三三自感电动势和互感电动势（按激发方式分类）自感电动势和互感电动势（按激发方式分类）1.自感自感自感系数自感系数自感电动势自感电动势2.互感互感互互感系数感系数互互感电动势感电动势第81页，共88页，编辑于2022年，星期一四四磁场能量磁场能量自感线圈储存的磁场能量自感线圈储存的磁场能量其中，磁场能量密度其中，磁场能量密度空间磁场能量空间磁场能量其中，位移电流密度其中，位移电流密度五五麦克斯韦电磁场方程麦克斯韦电磁场方
38、程感生电场感生电场（有旋场）（有旋场）位移电流位移电流第82页，共88页，编辑于2022年，星期一方方程程的的积积分分形形式式麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场静电场为有源场静电场为有源场变化磁场激发涡旋电场变化磁场激发涡旋电场磁场为无源场磁场为无源场传导电流与变化电场激发涡旋磁场传导电流与变化电场激发涡旋磁场第83页，共88页，编辑于2022年，星期一例例若用条形磁铁竖直插入木质圆环，则环中若用条形磁铁竖直插入木质圆环，则环中（A）产生感应电动势，也产生感应电流）产生感应电动势，也产生感应电流（B）产生感应电动势，不产生感应电流）产生感应电动势，不产生感应电流（C）不产生感应电动势，也不产生感应电
39、流）不产生感应电动势，也不产生感应电流（D）不产生感应电动势，产生感应电流）不产生感应电动势，产生感应电流第84页，共88页，编辑于2022年，星期一例例均匀磁场如图垂直纸面向里均匀磁场如图垂直纸面向里.在垂直磁场的平面在垂直磁场的平面内有一个边长为内有一个边长为l 的正方形金属细线框，在周长固定的条的正方形金属细线框，在周长固定的条件下，正方形变为一个圆，则图形回路中感应电流方向件下，正方形变为一个圆，则图形回路中感应电流方向为为（A）顺时针）顺时针（B）逆时针）逆时针（C）无电流）无电流（D）无法判定）无法判定第85页，共88页，编辑于2022年，星期一例例一一个个圆圆形形环环，它它的的一
40、一半半放放在在一一分分布布在在方方形形区区域域的的匀匀强强磁磁场场中中，另另一一半半位位于于磁磁场场之之外外，如如图图所所示示，磁磁场场的的方方向向垂垂直向纸内，欲使圆环中产生逆时针方向的感应电流，应使直向纸内，欲使圆环中产生逆时针方向的感应电流，应使（A）圆环向右平移）圆环向右平移（B）圆环向上平移）圆环向上平移（C）圆环向左平移）圆环向左平移（D）磁场强度变弱）磁场强度变弱第86页，共88页，编辑于2022年，星期一例例无限长通电导线与一矩形线框共面（尺寸如无限长通电导线与一矩形线框共面（尺寸如图），电流图），电流，求线框的感应电动势，求线框的感应电动势.解解应用电磁感应定律应用电磁感应定律先求出先求出第87页，共88页，编辑于2022年，星期一第88页，共88页，编辑于2022年，星期一