電動力學(xué)第3章課件1電磁感應(yīng)定律動生電動勢與感生電動勢自感與互感現(xiàn)象磁場能量與磁場力電磁振蕩與電磁波初步章節(jié)小結(jié)與習(xí)題講解contents目錄201電磁感應(yīng)定律3123當(dāng)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時，回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)現(xiàn)象E=-n(dΦ)/(dt)。其中E為感應(yīng)電動勢，n為線圈匝數(shù)，Φ為穿過線圈的磁通量，t為時間。法拉第電磁感應(yīng)定律公式根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢的方向總是試圖阻止產(chǎn)生它的磁通量的變化。感應(yīng)電動勢的方向法拉第電磁感應(yīng)定律4楞次定律內(nèi)容感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。楞次定律的應(yīng)用判斷感應(yīng)電流的方向，常與右手定則結(jié)合使用。楞次定律與能量守恒楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。楞次定律5發(fā)電機(jī)變壓器電磁灶磁懸浮列車電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用01020304利用電磁感應(yīng)定律將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。利用電磁感應(yīng)定律改變交流電壓的大小。利用電磁感應(yīng)定律產(chǎn)生渦流，使鍋底發(fā)熱，從而加熱食物。利用電磁感應(yīng)定律產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，使列車懸浮并高速前進(jìn)。602動生電動勢與感生電動勢7由于導(dǎo)體在磁場中有效運(yùn)動而產(chǎn)生的電動勢。定義產(chǎn)生條件計算公式應(yīng)用導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動，或?qū)w中磁通量發(fā)生變化。E=BLV，其中E為動生電動勢，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，L為導(dǎo)體長度，V為導(dǎo)體運(yùn)動速度。發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等。動生電動勢8定義由于磁場變化而產(chǎn)生的電動勢。產(chǎn)生條件穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。計算公式E=-n(dΦ)/(dt)，其中E為感生電動勢，n為線圈匝數(shù)，Φ為磁通量，t為時間。應(yīng)用變壓器、電磁爐等。感生電動勢9動生電動勢和感生電動勢都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，都遵循法拉第電磁感應(yīng)定律。關(guān)系動生電動勢主要應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等設(shè)備；感生電動勢主要應(yīng)用于變壓器、電磁爐等設(shè)備。應(yīng)用場景不同動生電動勢是由于導(dǎo)體運(yùn)動而產(chǎn)生的；感生電動勢是由于磁場變化而產(chǎn)生的。產(chǎn)生原因不同在動生電動勢中，磁場可以不變；在感生電動勢中，磁場必須變化。磁場是否變化如上所述，動生電動勢和感生電動勢的計算公式不同。計算公式不同0201030405兩者關(guān)系及區(qū)別1003自感與互感現(xiàn)象11自感現(xiàn)象01當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，它所產(chǎn)生的磁通也發(fā)生變化，因而在線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。自感系數(shù)02表示線圈產(chǎn)生自感能力的物理量，常用L來表示。單位是亨利，簡稱亨，用H表示。自感系數(shù)的決定因素03線圈的自感系數(shù)跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)以及是否有鐵芯等因素有關(guān)。線圈越長，而其他條件相同時，自感系數(shù)越?。煌痪€圈，插有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多。自感現(xiàn)象及自感系數(shù)12互感現(xiàn)象當(dāng)一個線圈中電流變化，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感現(xiàn)象。互感系數(shù)表示兩個線圈間互感程度的物理量，常用M來表示。單位是亨利，簡稱亨，用H表示。互感系數(shù)的決定因素兩個線圈之間的互感系數(shù)與它們的相對位置、線圈的匝數(shù)以及周圍磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)兩個線圈相隔很遠(yuǎn)或相對位置變化很大時，它們之間的互感系數(shù)就很小?；ジ鞋F(xiàn)象及互感系數(shù)13聯(lián)系自感和互感都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循法拉第電磁感應(yīng)定律。自感是線圈自身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，而互感是兩個線圈之間因磁耦合而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。區(qū)別自感只發(fā)生在一個線圈中，而互感發(fā)生在兩個或更多線圈之間。自感電動勢的大小與線圈中電流的變化率成正比，而互感電動勢的大小不僅與線圈中電流的變化率有關(guān)，還與兩個線圈的相互位置、匝數(shù)以及周圍磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。自感與互感的聯(lián)系與區(qū)別1404磁場能量與磁場力15磁場能量密度是描述磁場中單位體積內(nèi)存儲的磁場能量的物理量。磁場能量密度的定義磁場能量密度可以通過磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場中的體積V來計算，公式為w_m=(1/2)*B^2*V。磁場能量密度的計算公式磁場能量密度的單位為焦耳/立方米(J/m3)。磁場能量密度的單位磁場能量密度及計算方法16磁場力的計算公式對于通電直導(dǎo)線，磁場力的大小可以通過安培力公式F=BIL來計算，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為電流強(qiáng)度，L為導(dǎo)線長度。磁場力的定義磁場力是指磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體所產(chǎn)生的作用力。磁場力的方向磁場力的方向可以通過左手定則來判斷，即讓磁場穿過掌心，四指指向電流方向，大拇指所指方向即為磁場力方向。磁場力及其計算方法17磁場能量與磁場力的聯(lián)系磁場能量和磁場力都是描述磁場性質(zhì)的物理量，它們之間有著密切的聯(lián)系。磁場能量密度的大小決定了磁場對放入其中的物體的作用力大小。磁場能量與磁場力的區(qū)別磁場能量是從能量的角度來描述磁場，而磁場力則是從力的角度來描述磁場。磁場能量密度是一個標(biāo)量，而磁場力則是一個矢量。磁場能量與磁場力的應(yīng)用在電磁學(xué)中，磁場能量和磁場力都是非常重要的物理量。它們被廣泛應(yīng)用于電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電磁鐵等電磁設(shè)備的設(shè)計和分析中。磁場能量與磁場力的關(guān)系1805電磁振蕩與電磁波初步19電磁振蕩現(xiàn)象及特點(diǎn)指電場和磁場在空間中周期性交替變化的現(xiàn)象。電場和磁場相互激發(fā)，形成連續(xù)的振蕩過程。振蕩頻率與電路元件參數(shù)有關(guān)，如電容、電感等。電磁振蕩過程中伴隨著能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。電磁振蕩現(xiàn)象特點(diǎn)一特點(diǎn)二特點(diǎn)三20變化的電場或磁場即可產(chǎn)生電磁波。產(chǎn)生條件電磁波在空間中以波的形式傳播，不需要介質(zhì)。傳播方式在真空中，電磁波的傳播速度等于光速。傳播速度電磁波具有反射、折射、衍射和干涉等波動特性。傳播特性電磁波的產(chǎn)生與傳播21電磁波具有波動的性質(zhì)，如振幅、頻率、波長等。波動性電磁波在某些條件下表現(xiàn)出粒子性，如光電效應(yīng)。粒子性電磁波是橫波，具有偏振性，即振動方向與傳播方向垂直。偏振性不同頻率的電磁波具有不同的特性和應(yīng)用，如無線電波、紅外線、可見光、紫外線等。頻譜特性電磁波的基本性質(zhì)2206章節(jié)小結(jié)與習(xí)題講解23靜電場中的導(dǎo)體與電介質(zhì)了解靜電感應(yīng)、靜電平衡等原理，掌握導(dǎo)體和電介質(zhì)的極化現(xiàn)象及相關(guān)計算。電流與電動勢掌握電流密度、電動勢等概念，理解歐姆定律、基爾霍夫定律等基本電路定律。電容與電容器理解電容的定義、計算及電容器的工作原理，熟悉常見電容器的類型和應(yīng)用。電場與電勢掌握電場強(qiáng)度、電勢差、電勢等基本概念，理解電場線與等勢面的關(guān)系。章節(jié)知識點(diǎn)總結(jié)24習(xí)題一計算導(dǎo)體球在點(diǎn)電荷電場中的感應(yīng)電荷及電勢分布。習(xí)題二習(xí)題三習(xí)題四01020403應(yīng)用基爾霍夫定律分析復(fù)雜電路中的電流與電壓分布。分析電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與電勢，并繪制電場線與等勢面圖。分析平行板電容器的電容與極板間距、介電常數(shù)等因素的關(guān)系。典型習(xí)題分析與解答25學(xué)習(xí)建議多做習(xí)題鞏固知識