大学物理上电磁感应ppt课件.ppt

第八章 电磁感应 下周四一起交 最后一次作业 周六下午可核对缺作业 次数 尽快补齐缺的业 1 回顾 磁介质 1 介质的磁效应 顺磁质 抗磁质 固有磁矩 附加磁矩 在外磁场中 2 有介质时的环路定理 铁磁质的磁性 磁畴理论 2 解题一般步骤 由I传 对称场有磁介质时 只需将 B 中的 o 即可 例 无限长螺线管内的磁场 无限长螺线管内充满介质时 演示实验 巴克豪森效应 2 2 铁磁质的磁化 铁 磁 质 R 高斯计 通电流 高斯计 B b 晶粒磁取向趋于与H同向 a 畴壁移动 与H同向的磁畴增大 可逆 a b c B 3 B的变化落后于H 从而具有剩磁 磁滞效应 每个H 对应不同的B与磁化的历史有关 1 起始磁化曲线 2 剩磁Br 饱和磁感应强度BS 3 矫顽力Hc 2 磁滞回线 3 在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高 磁滞损耗 磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比 为什么会出现这些现象 可证明 4 4 当温度升高到足够高时 热运动会瓦解磁畴内磁矩 的规则排列 在临界温度 相变温度Tc 时 铁磁 质完全变成了顺磁质 这个温度就是居里点 Tc Curie Point 如 铁为 1040K 钴为 1390K 镍为 630K 5 5 1 软磁材料 r大 起始磁化率大 饱和磁感应强度大 适用于变压器 继电器 电机 以及各种高频 电磁元件的磁芯 磁棒 4 3 铁磁质的分类 特点 矫顽力 Hc 小 磁滞回线的面积窄而长 损耗小 HdB面积小 易磁化 易退磁 纯铁 坡莫合金 Fe Ni 硅钢 铁氧体等 如 2 硬磁材料 钨钢 碳钢 铝镍钴合金 矫顽力 Hc 大 剩磁Br大 磁滞回线的面积大 损耗大 适用于做永磁铁 耳机中的永久磁铁 永磁扬声器 H B H B 6 6 3 矩磁材料 Br BS Hc不大 磁滞回线是矩形 用于记忆元件 锰镁铁氧体 锂锰铁氧体 当 脉冲产生H Hc 使磁芯呈 B态 则 脉冲产生H0 说明 则 i 0 同向 i 0 反向 I l r 17 4 电源电动势 Q Q i 提供非静电力的装置 电源 A 将q从负极移到正极F非做的功 则电源的电动势为 从场的观点 引入 等效非静电场的强度 电源的电动势 或对闭合回路 18 18 感应电动势 i 内是什么力作功 的变化方式 导体回路不动 B变化 感生电动势 导体回路运动 B不变 动生电动势 i 为回路中载流子提供能量 它们产生的微观机理是不一样的 电磁感应的实质是产生感应电动势 19 19 二 1 动生电动势 B不变 导体回路运动 1 产生动生电动势的机制 1 等效非静电场Ek 导线 L 在外磁场中运动时 L内自由电子受到 磁场力作用 定义非静电场 方向 2 动生电动势定义 动 20 L 20 动生电动势的非静电场 但是 矛盾 动的出现是什么力作功呢 f洛不作功 3 谁为回路提供电能 2 一般情况下动生电动势的计算 当注意 i 可见 动生电动势只出现在运动的导体上 21 21 电子同时参与两个方向的运动 方向 随导体运动 方向 电子漂移形成电流 总洛仑兹力 v a b f1 f2 u V F 总洛仑兹力不作功 即 显然 f1作正功 即非静电力Ek作功 f2作负功 要使棒ab保持v 运动 则必有外力作功 即 i动的出现是什么力作功呢 结论 外力克服洛仑兹力的一个 分力做功 由另一分力转 化为回路中的电能 22 22 解法一 由定义 方向 解法二 用法拉第定律 顺时针方向 b a c 例2 在均匀磁场B中 金属杆ab沿导体框向右以v 运动 如图 60o 且dB dt 0 求其上的 i 此电动势只出 现在ab杆上 23 23 例3 金属杆oa长L 在匀强磁场B中以角速度 反 时针绕o点转动 求杆中感应电动势 解法一 方向 根据法拉第电磁感应定律解法二 任意时刻通过扇形截面的磁通量 根据动生电动势定义 取微分元 o a a 24 24 举一反三 1 半径为R 的金属圆盘以 转动 求中心与边沿的 2 以下各种情况中 II o a L v I a L v EF a b c d 25 25 本节重点 1 掌握法拉第电磁感应定律及物理意义 并会计 算感应电动势和判断方向 2 理解动生电动势 并会计算一些简单几何形状 的导体在磁场中运动的电动势 作业 8T1 8 26 27 保证了电磁现象中的能量守恒与转换定律的 正确 并且也确定了电磁 永动机 是不可能的 正是外界克服阻力作功 将其它形式的能量转换成 回路中的电能 NS 楞次定律中 反抗 与法拉第定律中 号对应 若没有 或不是反抗将是什么情形 NS 过程将自动进行 磁铁动能 增加的同时 感应电流急剧增 加 而i 又导致 i 而不须外界提供任何能量 不可能存在 注 电磁永动机 v 28 。