3电磁场与电磁波-第三章new

这相当于一个N匝的线圈，其匝数为：
N
Ii I
r2 a2
故，总的磁链为：
i
0 Il 2 a4
a 0
r 3dr
0 Il 8
所以，
Li
i I
0l 8
乘以2
Li 0
0 4
单位长电感为：
Li0
Li l
0 8
•在下图直角坐标系中，双根线在两线之间的轴上所产
•生的磁场强度为
Hy
I
2
x
2
I D
x
所以对应的外磁链为：
所以有：
M12 M 21
回路1的电流所产生并与它自己的回路相交链的自感磁链ψ11和
I1成正比，则比值
L1
11
I1
称为回路1的自感
同理，回路2的自感为
L2
22
I2
自感可分为内自感和外自感两部分。内自感Li是导线内的磁链ψi （即内磁链）和导线中全部电流I的比值，即
Li
i I
而外自感则是导线外的磁链（即外磁链，也称为全磁通）和导 线中全部电流的比值，即
应该指出，这里的电流回路都是由无限细的导线构成。在线性 磁介质中，两电流回路间的互感只与回路及其导线的形状、尺 寸、相互位置、周围磁介质及导线的磁导率有关，而与电流的 大小无关。
回路一中的电流在空间任意一点所产生的矢势为：
A1
0 N1I1 4
dl1 R l1
由回路一产生并与回路二相交的磁链为：
21 N2 m21 N2
Ir
2 ri2
对内外导体之间：H e
I
2 r
对外导体内部：
H i
I
2 r
r32 r32

第三章 3 电磁感应现象及其应用
课标要求 1.了解电磁感应现象曲折的发现过程,学习法拉第坚持理想信念、不畏艰 辛、勇于探索的科学精神。(科学态度与责任) 2.经历感应电流产生条件的探究活动,提高分析论证能力。(科学探究) 3.通过模仿法拉第的实验,归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象 分析归纳事物本质特征的科学思维方法,认识实验观察能力和逻辑思维能 力在科学探究过程中的主要作用。(科学思维) 4.进一步认识磁通量的概念,能结合实例对磁通量的变化进行定性的判断 和定量计算。(物理观念) 5.了解电磁感应现象发现的重大历史意义和电磁感应现象的广泛应用,体 会科学、技术对人类文明的推动作用。(科学态度与责任)
答案 A
解析 线圈沿y轴正方向移动,穿过线圈的磁通量不变,根据楞次定律判断则 知,线圈中无感应电流,A正确;线圈沿x轴正方向移动,穿过线圈的磁通量增 大,能产生感应电流,B错误;线圈绕y轴转动,穿过线圈的磁通量变化,能产生 感应电流,C错误;线圈绕x轴转动,穿过线圈的磁通量变化,能产生感应电 流,D错误。
易错辨析 判一判 (1)只有很强的磁场才能产生感应电流。( × ) 提示 弱的磁场也能产生感应电流。
(2)法拉第发现电磁感应现象是只有在变化、运动的过程中才出现的现象。
(√ ) (3)奥斯特首先发现了电磁感应现象。( × ) 提示 法拉第发现电磁感应现象。
合格考试 练一练 1.(2022广东汕尾期末)如图所示,把一条导线平行地放在磁针的上方附近, 当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转。这一现象( ) A.最早是法拉第发现的 B.表明电流有磁效应 C.表明利用磁场可以生电 D.表明磁针N极一定垂直于纸面向外转
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1.(多选)如图所示,在正方形线圈的内部有一条形磁铁,线圈与磁铁在同一 平面内,两者有共同的中心轴线OO',下列关于线圈中是否产生感应电流的 说法正确的是( )

抗磁质
主要是电子轨道磁矩产生磁化现象引起的，自 旋磁矩可忽略，在外磁场的作用下，电子轨道 磁矩的方向和外磁场的方向相反。这时磁化率
Xm 0，相对磁导率 r 1 ， M 与 B 的方 向相反，磁介质内 B 变小。
顺磁质
主要是电子自旋磁矩引起的。轨道磁矩的抗磁 效应不能完全抵消它，在外磁场作用下电子的 自旋磁矩和外磁场方向一致, 这时磁化率
（i）金属板上的电荷与介质极化面电荷所构成的介质外表 面的电荷分布；
（ii）所考察的场点周围分子偶极子所产生的附加影响。
前面一种因素的作用较为简单，它可由单位面积上的自由
电荷 来确定，其中包括了电解质的宏观效应的贡献，即
E/
在对上述第二种因素的影响进行讨论时,我们遵循的是洛伦
兹的方法，即作一个包围场点的半径为R 的球面，如图所
前面我们已经定义了一个反映介质特性的量——相对介电常数
r
EP/0
E
下面我们来寻求折射率n与 r 之间的关系：
令
f＝ 0 Jf＝ 0
则介质中的麦克斯韦方程变为
(E P /0) 0
E B t
B 0
c 2
B
t
(E
P
/0)
对方程4两端取旋度，并代入 方程2和方程3，可得
方程4则为
c2Br
况我们暂且不作讨论。对属于介质中分子的电荷来说（这种
电荷又称为“束缚电荷”），其它的电荷是被吸引进介质
的——例如自由离子或自由电子,其运动不受分子约束力限制,
故被称为“自由电荷”，于是我们可以将这两种不同类型的
电荷集中表示为
f p
极化矢量的定义
Pvli m0 p v
P P a v N p 0 N p E 0E

随着温度的升高，金属电导率变小。
(2)半导体材料： =eN eehN he
随着温度的升高，电导率明显增大。
不同材料的电导率数据见教材上表3-1。
二、电介质
1.电介质的极化
(1)定义 这种在外电场作用下，电介质中出现有序排
列的电偶极子，表面上出现束缚电荷的现象，称 为电介质的极化(Polarized)。
（4）感应电荷只分布在导体表面上，导体内 部感应电荷为零。
3. 恒定电场中的导体
➢将一段导体与直流电源连接，则导体内部会存 在恒定电场。
➢导体中的自由电子受到电场力
的作用，逆电场方向运动。其平
均电子速度称为漂移速度：
vd
v
eE
式中：
称为电子的迁移率，
e
其单位为 (m。2/V s)
故电流密度为： JvCNeevd
5.磁介质的物态方程
H
BM
B v0(H vM v)
0
vv
MmH
B v0(1 m )H v
令： r 1m
B v 0 rH v H v
磁介质的物态方程
其中 称r 为相对磁导率。
一、导体
1. 导体的定义：含有大量可以自由移动的带电粒子
2.
的物质。
导体分为两种 金属导体：由自由电子导电 电解质导体：由带电离子导电
2. 静电场中的导体
➢在自然状态下，导体中自由电子所带负电荷 和原子核所带正电荷处处等量分布，相互抵消， 因此导体呈电中性状态。 ➢在外加静电场的作用下，导体中自由电子做 宏观定向运动，使电荷重新分布，称之为静电 感应现象。
磁偶极子受 磁场力而转动
prm 0
2. 磁化强度
磁化强度的定义：单位体积内，所有磁矩