高二物理竞赛磁场的能量课件.pptx

1（1）倒向：线圈中电流由 0 ,自感电动势与电流方向相反，自感电动势阻碍电流增大， 磁场的能量磁场的能量1. 自感磁能dtdiLLdtiiUdtdAAL)(I电流的元功 dA=iUdt电源抵抗自感电动势作功等于电流的功：ILILidiidtdtdiL022122212BHBVWwMMBHVWM21磁能密度普遍磁能表达式vvMdvHBdvwW21:非均匀磁场总磁能对于两个线圈同时存在情况下:dvHHBBdvHBdvwWvvvM)()(21212121dvHHHHvr2122210221互感磁能3例 一同轴电缆(R1、R2) ，芯线与圆柱面之间充满 r的磁介质，设电流为I，试求单位长度上的自感L 和磁场能量。4解：看成单匝线圈 )(2210RrRrIBr212120RRrRRdrlrIBdS单位长度自感120ln2RRIlLr磁场能量12202ln421RRILIWr120ln2RRIlr5例 一矩形截面螺绕环(N)， 在其轴线上放一直导线。求（1）二者间互感系数;(2) 当 时，长直导线上的互感电动势;(3) 将长直导线抽走，螺线环内通以恒定电流 I0 ，环内介质磁导率 求磁场能量。),2cos(0ftIIsft)4/1 (,0R1R2orb6R1R2orb解 设长直导线为回路1， 电流 I1；螺线环为回路2，(1) 互感1212121INIMbdrrIINRR212101120ln2RRNb7（2） 长直导线的互感电动势,212dtdiM)2cos(02ftIi)2sin(2ln2012012ftfIRRNb当ft41时，120012lnRRfNbI（3） 磁场能量密度)( ,221002HBBHBwmdvwdwWmm非均匀）管内BrNIB(200122020ln4RRbINrbdrrNIRR2)2(21200021磁场由安培环路定理求管内8例 两根长直导线平行放置（ a 、b）, (ba)，通有大小相等方向相反的电流I. (1) 求这两导线单位长度的自感系数(忽略导线内磁通); (2) 若将导线间距由b增到2b（I不变）,求磁场对单位长度导线做的功; (3) 导线间距由b增到2b，导线方向上单位长度的磁能改变了多少？9011()2sb aaB dSIdrrbr解 (1)求LaabIln0aabILln010（2）求 磁场对单位长度导线做的功（b2b） 两反向的直线电流间的作用力为斥力drrIIIBLdrFdrdA1202ln2220220IdrrIAbb（3）求磁能变化（I不变）222121LIILWaabIaabIln2)2ln(2120022ln22ln22020IababI11一、RL电路的暂态过程暂态过程、过电压、过电流接通eiRdiLiRdtdiRdtLiR 自RtLiA eR 通解12初始条件：接通前电流为零，接通瞬间不可能跳变为有限值，仍为零得： 11/tRtLieIeRIiRL R 稳态电流时间常数13短接eiRdiLiRdt 自RtLiA e 通解初始条件：稳态电流0/tiI eLR 得：14切断dieLdt 自自感电动势（很大）对开关电容（微小）充电至高压击穿气隙（微小）