8.4磁场能量磁场能量密度8.ppt

　　已了解到：电场是一种特殊物质，对应一　　已了解到：电场是一种特殊物质，对应一定能量；磁场也对应一定能量吗？本节专门讨定能量；磁场也对应一定能量吗？本节专门讨论该问题：论该问题：思路：磁场的建立总是伴有电磁感应现象发生，思路：磁场的建立总是伴有电磁感应现象发生，故可从故可从能量转换角度能量转换角度，由分析电磁感应现象入手，由分析电磁感应现象入手讨论磁场能量，从讨论磁场能量，从 RL 电路电流的增长出发；电路电流的增长出发；8-5.磁场能量磁场能量 磁场能量密度磁场能量密度 1.RL电路：主要由电阻和线圈电路：主要由电阻和线圈串联而成的电路；串联而成的电路；2.电流增长的规律：电流增长的规律：3.电路闭合时，电流由零逐渐增长，线圈中产生自感电路闭合时，电流由零逐渐增长，线圈中产生自感电动势电动势 　，同时建立磁场，由全电路欧姆定律可得：　，同时建立磁场，由全电路欧姆定律可得：上式是上式是RL电路中电流随时间的变化规律，随着电流的电路中电流随时间的变化规律，随着电流的增长，线圈中的磁场逐渐建立起来：增长，线圈中的磁场逐渐建立起来：(1)(2)回路电回路电阻放出阻放出的焦耳的焦耳热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功作功(3)(4)自感线圈磁能自感线圈磁能:(6)磁场能量密度：磁场能量密度：(7)由长直螺线管对应的物理量：由长直螺线管对应的物理量：(5)磁场能量：磁场能量：(8)得：得：(9)磁场能量密度：磁场能量密度：(10)磁场能量：磁场能量：上述结论表明：任何磁场都具有能量，其能量分上述结论表明：任何磁场都具有能量，其能量分布于场所占据的空间，故布于场所占据的空间，故(10)式的积分遍布磁场式的积分遍布磁场所占据的全部空间；所占据的全部空间；(9)式对应的式对应的磁场能量密度是磁场能量密度是为为空间点的函数；空间点的函数；例：同轴电缆例：同轴电缆间充以磁介质，芯线与圆筒上的电流大小间充以磁介质，芯线与圆筒上的电流大小同、方向反。

同、方向反 已知已知 ，，求单位长度电缆求单位长度电缆的磁能和自感的磁能和自感，设芯线内的磁场可略设芯线内的磁场可略解：分析：由磁能公式直接解：分析：由磁能公式直接求解安培环路定律可求求解安培环路定律可求H，再求再求磁能和自感：磁能和自感：(1)则由则由磁场能量密度公式得磁场能量密度公式得：：(2)(3)单位长度壳层体积元（由单位长度壳层体积元（由磁能密度定磁能密度定）：）：(4)(5)(6)(7)(6)与与(5) 比较得：比较得：。