2021-2022学年高二物理竞赛课件：自感互感（15张PPT）.pptx

自感自感 互感互感I的变化的变化 感应电动势感应电动势 的变化的变化 自感现象自感现象自感系数自感系数L L定义定义1 1：回路中电流为一个单位时通过回路自身的磁通量：回路中电流为一个单位时通过回路自身的磁通量自自感感自感电动势自感电动势（1）静电场是有源场，感生电场是无源场。）静电场是有源场，感生电场是无源场。电场线由电场线由+Q指向指向-Q。电场线是闭合曲线。电场线是闭合曲线。（2）静电场是保守场）静电场是保守场(无旋场无旋场)，感生电场是非保守场，感生电场是非保守场(有旋场有旋场)。作功与路径有关。作功与路径有关。作功与路径无关。作功与路径无关。(4)两者都对电荷有作用力两者都对电荷有作用力高斯定理高斯定理环路定理环路定理(3)静电场由电荷激发，感生电场由变化的磁场激发。静电场由电荷激发，感生电场由变化的磁场激发。NS电子轨道电子轨道真空室真空室电子枪电子枪靶靶电子轨道电子轨道逆逆时时针针逆逆时时针针顺顺时时针针顺顺时时针针 涡旋涡旋 电场方向电场方向（a）（b）（c）（1）电子受力：）电子受力：a、切向感生电场的作用力。、切向感生电场的作用力。b、法向洛伦兹力。、法向洛伦兹力。（2）电子在每个）电子在每个 周期中的受力及运动情况分析。周期中的受力及运动情况分析。注意：注意：用楞次定律判断用楞次定律判断(回路闭合回路闭合)；由；由 的正负判断。的正负判断。(1)方向的判断方向的判断（2）动生电动势与感生电动势是相对的，与参照系）动生电动势与感生电动势是相对的，与参照系 的选择有关。的选择有关。（3）若动生电动势与感生电动势同时存在：）若动生电动势与感生电动势同时存在：例例1、在半径为在半径为R的长直螺线管中通有变化的电流（如图的长直螺线管中通有变化的电流（如图所示）所示）,使管内磁场均匀增强，求螺线管内、外感生电场使管内磁场均匀增强，求螺线管内、外感生电场的场强分布。的场强分布。（1）在螺线管内取圆周）在螺线管内取圆周 （2）在螺线管外取半径为）在螺线管外取半径为r的圆周的圆周 内只有内只有 面积中有磁通变化面积中有磁通变化 r例例2、在半径为在半径为R的圆柱体内，充满磁感强度为的圆柱体内，充满磁感强度为的均匀磁场，有一长为的均匀磁场，有一长为L的金属棒放在磁场中，如图所的金属棒放在磁场中，如图所示。设示。设 ，且为已知，求棒两端的感生电动势。，且为已知，求棒两端的感生电动势。例例3、如图所示，真空中一长直导线通有电流如图所示，真空中一长直导线通有电流 （式中（式中 、为常量，为常量，t为时间），有一带滑动边的矩形为时间），有一带滑动边的矩形导线框与长直导线共面，两者相距为导线框与长直导线共面，两者相距为a，矩形导线框的滑，矩形导线框的滑动边与长直导线垂直，它的长度为动边与长直导线垂直，它的长度为b，且以匀速，且以匀速v（方向（方向平行与长导线）滑动。若忽略线框中的自感电动势，并平行与长导线）滑动。若忽略线框中的自感电动势，并设开始时滑动边与对边重合，试求任意时刻设开始时滑动边与对边重合，试求任意时刻t在矩形导线在矩形导线框内的感应电动势框内的感应电动势 。（1）由于线框中既有动生电动势（设其为）由于线框中既有动生电动势（设其为 ），），又有感生电动势（设其为又有感生电动势（设其为 ），故回路中总的感应电），故回路中总的感应电动势动势 是动生电动势与感生电动势的叠加，即是动生电动势与感生电动势的叠加，即回路方向顺时针回路方向顺时针面积方向向内面积方向向内与（与（1）的计算结果相同。）的计算结果相同。（2）此题亦可直接用法拉第定律来求解，即）此题亦可直接用法拉第定律来求解，即回路方向顺时针，面积方向向内。回路方向顺时针，面积方向向内。涡电流涡电流 感应电流不仅感应电流不仅能在导电回能在导电回 路内出路内出现，现，而且当而且当大块导大块导体体与磁场有相对运与磁场有相对运动或处在变化的磁动或处在变化的磁场中时，在这块导场中时，在这块导体中也会激起感应体中也会激起感应电流电流.这种在大块导这种在大块导体内流动的感应电体内流动的感应电流流,叫做叫做涡电流涡电流,简简称涡流称涡流.应用应用 热效应、电磁阻尼效应热效应、电磁阻尼效应.例例 设有一半径为设有一半径为R,高度为高度为h 的铝圆盘的铝圆盘,其电导其电导率为率为 .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,磁磁场方向垂直盘面场方向垂直盘面.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）解解 如图取一半径为如图取一半径为 ,宽度为宽度为 ,高度为高度为 的圆环的圆环.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磁场向内磁场向内,电流逆时针。电流逆时针。