2022-2023学年高二物理竞赛课件：自感与互感

自感与互感 通电线圈中电流变化而在线圈中产生感应电动势的现象，相应电动势称自感电动势。 由毕 — 沙定律知： L称为自感系数，其数值上等于回路电流为1个单位时穿过此回路的磁通量。其单位是亨利（H）。 自感与互感 一、自感现象 自感现象 自感系数影响因素 二、互感现象 一个通电线圈中电流变化，引起周围磁场变化，在同一空间的另一线圈中产生感应电动势的现象，相应电动势称互感电动势。 互感现象 互感现象提出 由毕 — 沙定律知： 是线圈1对2的互感； 是线圈2对1的互感； 理论上可以证明： 在线圈1、2中的感应电动势是 在无铁磁质时，互感M与线圈尺寸、形状、匝数、相对位置和磁介质情况有关，与电流无关。 在有铁磁质时，M与电流有关。 一、自感能量 电源的功 → 焦耳热 自感能 分析如图电路可知： → 由全电流欧姆定律： 9.5 磁场的能量 二、磁场的能量 以长直螺线管为例： 称为磁场能量密度。 三、电磁场的能量 变化磁场要产生电场，变化电场能否产生磁场呢？ 对曲面S1有： 对曲面S2有： 一、问题提出 把安培环路定律用于图示的变场中将发生意想不到的矛盾。 9.6 位移电流 ？ 为什么？ 麦克斯韦认为在电容器极板间存在着另一种电流,称为位移电流,其量值亦为 i 。 二、位移电流 定义： Jd、Id 分别称为 位移电流密度 和 位移电流。 用 和 分别表示 传导电流密度 和 位移电流密度，由电流的连续性 位移电流 = 传导电流。 引入全电流 I全概念，即 全电流是连续的，即在传导电流中断的地方，必有等量的位移电流接续下去。 值得注意,等值的传导电流和位移电流在产生磁场方面虽然是等效的,但两者有以下区别: 而安培环路定理一般表示为 产生原因不同； 位移电流不产生焦耳热,传导电流通过导 体要产生焦耳热。 位移电流的产生 积分形式： 辅助公式： 9.7 麦克斯韦方程组 (静电场的高斯定理) (电场的环路定理) (磁场的高斯定理) (磁场的安培环路定理) 导线L在匀强磁场中绕O点，以ω做匀速转动，求：导线两端之间的电动势。 l dl L A O 解：取线元dl，其电动势是 方向均指向A 例1 $