第五節(jié)感生電動(dòng)勢(shì)渦旋電場(chǎng)

1、2-3-5一、渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng) 感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)2-3-5 當(dāng)回路當(dāng)回路 1中電流中電流發(fā)生變化時(shí)，在回路發(fā)生變化時(shí)，在回路 2中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。12RGm一、渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng) 感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)2-3-5 當(dāng)回路當(dāng)回路 1中電流中電流發(fā)生變化時(shí)，在回路發(fā)生變化時(shí)，在回路 2中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是什么？的非靜電力是什么？12RGm一、渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng) 感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)2-3-5 當(dāng)回路當(dāng)回路 1中電流中電流發(fā)生變化時(shí)，在回路發(fā)生變化時(shí)，在回路 2中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

2、的非靜電力是什么？的非靜電力是什么？12RGm麥克斯韋假設(shè)：麥克斯韋假設(shè)： 在變化磁場(chǎng)的周?chē)鷮a(chǎn)生電場(chǎng)，稱(chēng)這種在變化磁場(chǎng)的周?chē)鷮a(chǎn)生電場(chǎng)，稱(chēng)這種電場(chǎng)為電場(chǎng)為感生電場(chǎng)感生電場(chǎng)，或，或渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng)。一、渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng) 感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)2-3-5E感感=？ 當(dāng)回路當(dāng)回路 1中電流中電流發(fā)生變化時(shí)，在回路發(fā)生變化時(shí)，在回路 2中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。麥克斯韋假設(shè)：麥克斯韋假設(shè)： 在變化磁場(chǎng)的周?chē)鷮a(chǎn)生電場(chǎng)，稱(chēng)這種在變化磁場(chǎng)的周?chē)鷮a(chǎn)生電場(chǎng)，稱(chēng)這種電場(chǎng)為電場(chǎng)為感生電場(chǎng)感生電場(chǎng)，或，或渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng)。問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是什么？的非靜電力是什么？12

3、RGm一、渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng) 感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)2-3-5由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：ditd=2-3-5由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：.BditdSsd=dtd2-3-5.BditdSsd=dtdeBte.dSs由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：2-3-5i=Edl.感感l(wèi)由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：由電動(dòng)勢(shì)的定義：由電動(dòng)勢(shì)的定義：.BditdSsd=dtdeBte.dSs2-3-5Edl.感感l(wèi)=eBte.dSsi=Edl.感感l(wèi)由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：由電動(dòng)勢(shì)的定義：由電動(dòng)勢(shì)的定義：.BditdSsd=dtdeB

4、te.dSs2-3-5Edl.感感l(wèi)=eBte.dSsi=Edl.感感l(wèi)由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：由電動(dòng)勢(shì)的定義：由電動(dòng)勢(shì)的定義：討論：討論： 1. 此式反映變化磁場(chǎng)和感生電場(chǎng)的相互此式反映變化磁場(chǎng)和感生電場(chǎng)的相互關(guān)系，即感生電場(chǎng)是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的。關(guān)系，即感生電場(chǎng)是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的。 .BditdSsd=dtdeBte.dSs2-3-5Edl.感感l(wèi)=eBte.dSsi=Edl.感感l(wèi)由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：由電動(dòng)勢(shì)的定義：由電動(dòng)勢(shì)的定義：討論：討論： 1. 此式反映變化磁場(chǎng)和感生電場(chǎng)的相互此式反映變化磁場(chǎng)和感生電場(chǎng)的相互關(guān)系，即感生電場(chǎng)是由變化的磁

5、場(chǎng)產(chǎn)生的。關(guān)系，即感生電場(chǎng)是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的。 2. 這是電磁場(chǎng)基本方程之一。這是電磁場(chǎng)基本方程之一。.BditdSsd=dtdeBte.dSsEdl.感感l(wèi)=eBte.dSsEdl.感感l(wèi)=eBte.dSs 3. 式中的式中的S是以是以 l 為周界的任意曲面。為周界的任意曲面。SleEdl.感感l(wèi)=eBte.dSs 3. 式中的式中的S是以是以 l 為周界的任意曲面。為周界的任意曲面。Sl 4. E感感eBte與與構(gòu)成左旋關(guān)系。構(gòu)成左旋關(guān)系。eBtE感感 5. 感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較：感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較： 5. 感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較：感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較： a. 靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電

6、場(chǎng)是有靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有旋無(wú)勢(shì)場(chǎng)旋無(wú)勢(shì)場(chǎng);Edl.靜靜l= 0 5. 感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較：感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較： a. 靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有旋無(wú)勢(shì)場(chǎng)旋無(wú)勢(shì)場(chǎng);Edl.感感l(wèi)=eBte.dSs=0Edl.l= 0靜靜 5. 感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較：感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較： a. 靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有旋無(wú)勢(shì)場(chǎng)旋無(wú)勢(shì)場(chǎng);Edl.感感l(wèi)=eBte.dSs=0Edl.l= 0靜靜 5. 感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較：感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較： a. 靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有旋無(wú)

7、勢(shì)場(chǎng)旋無(wú)勢(shì)場(chǎng); b. 靜電場(chǎng)的電力線是靜電場(chǎng)的電力線是“有頭有尾有頭有尾”的，的，感生電場(chǎng)的電力線是一組閉合曲線。感生電場(chǎng)的電力線是一組閉合曲線。 b. 靜電場(chǎng)的電力線是靜電場(chǎng)的電力線是“有頭有尾有頭有尾”的，的，感生電場(chǎng)的電力線是一組閉合曲線。感生電場(chǎng)的電力線是一組閉合曲線。 c. 靜電場(chǎng)是由靜止電荷產(chǎn)生的，感生電靜電場(chǎng)是由靜止電荷產(chǎn)生的，感生電場(chǎng)是由變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的。場(chǎng)是由變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的。Edl.感感l(wèi)=eBte.dSs=0Edl.l= 0靜靜 5. 感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較：感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)比較： a. 靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有靜電場(chǎng)是有勢(shì)無(wú)旋場(chǎng)，感生電場(chǎng)是有旋無(wú)勢(shì)場(chǎng)旋無(wú)勢(shì)場(chǎng); 例例1

8、電子感應(yīng)加速器。電子感應(yīng)加速器。在渦旋電場(chǎng)作用下，在渦旋電場(chǎng)作用下，電子可以被加速到電子可以被加速到 10-100MeV。鐵鐵芯芯線圈線圈電電束束子子B磁場(chǎng)磁場(chǎng)已知：已知：eBte求：感生電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。求：感生電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。，Edl.感感l(wèi)=eBte.dSsneBteBLRnE感感BL設(shè)設(shè) 與與方向一致。方向一致。E感感l(wèi) dReBteEdl.感感l(wèi)=eBte.dSsEdl.感感l(wèi)=Bt.dSscos 0ocos 0onE感感BL設(shè)設(shè) 與與方向一致。方向一致。E感感l(wèi) dReBteEdl.感感l(wèi)=eBte.dSseeEdl感感l(wèi)=Bt.dSscos 0ocos 0oE感感l(wèi)l d=BtsdSnE感感B

9、L設(shè)設(shè) 與與方向一致。方向一致。E感感l(wèi) dReBteEdl.感感l(wèi)=eBte.dSseeeeEdl.感感l(wèi)=Bt.dSscos 0ocos 0oE感感l(wèi)=BtsdSE感感r2=Btr2nE感感BL設(shè)設(shè) 與與方向一致。方向一致。E感感l(wèi) dRl deBteEdl.感感l(wèi)=eBte.dSseeeeeeEdl.感感l(wèi)=Bt.dSscos 0ocos 0oE感感l(wèi)l d=BtsdS=r2BtnE感感BL設(shè)設(shè) 與與方向一致。方向一致。E感感l(wèi) dRE感感r2=Btr2E感感eBteEdl.感感l(wèi)=eBte.dSseeeeeeeeBEdl.感感l(wèi)=eBte.dSscos 0ocos 0oE感感l(wèi)l d=

10、eBtesdSE=r2eBtenE感感BL設(shè)設(shè) 與與方向一致。方向一致。E感感l(wèi) d式中式中負(fù)號(hào)負(fù)號(hào)表示表示的方向的方向和所設(shè)的和所設(shè)的方向相反方向相反E感感感感RE感感r2=eter2E感感eBteEdl.感感l(wèi)=eBte.dSs2-3-5eneBtBLr在圓域外在圓域外rR()R2-3-5eneBtE感感BLr在圓域外在圓域外E感感r2=Bte2erR()RR2-3-5nE感感BLr在圓域外在圓域外=R2eBterR()()2r1E感感ReeBtE感感r2=Bte2eR2-3-5nE感感BLr在圓域外在圓域外=R2eBterR()()2r1E感感RE感感rROeeBtE感感r2=Bte2e

11、R2-3-5eBteBrLhCD2-3-5E感感=r2eBt解一：解一：eBtE感LdllrLhCDBe2-3-5E感感=r2eBt=Edl.感感解一：解一：edeBtE感LdllrLhCDBe2-3-5E感感=r2eBt=Edl.感感解一：解一：deBtE感LdllrLhCD=r2eBtedl cosBee2-3-5E感感=r2eBt=Edl.感感解一：解一：deBtE感LdllrLhCD=r2eBtedl cosr cos=h()Bee2-3-5E感感=r2eBt=Edl.感感解一：解一：deBtE感LdllrLr cos=hh()CD2=eBtehr2eBtedl cosdl=Bee2-

12、3-5E感感2=e=r2eBt=Edl.leBteh解一：解一：dr2eBtedl cosdl=2hBtedleBtE感LdllrLr cos=hh()CD感感Bee2-3-5E感感e=r2eBt=Edl.感感l(wèi)解一：解一：d=2hBtedleBteE感LdllrLr cos=hh()CD2eBth=L1e2=eBtehr2eBtedl cosdl=Be2-3-5解二：解二：hl = tg eBteE感LdllrLhB2-3-5解二：解二：=hl = tg dl h sec2deBtE感LdllrLh,Be2-3-5解二：解二：r=hl = tg dl h sec2d=h seceBtE感Ld

13、llrLh,Be2-3-5=Edl.感感解二：解二：dr=hl = tg dl h sec2d=h seceBtE感LdllrLh,Be2-3-5=Edl.感感解二：解二：dr2eBdl cosr=hl = tg dl h sec2d=h seceBtE感LdllrLh,Btee2-3-5cos=Edl.感感解二：解二：dr2eBtedl cosr=hl = tg dl h sec2d=h sec=2h sec Bteeh sec2d.eBtE感LdllrLh,Be2-3-5cos=Edl.感感解二：解二：dr2eBdl cosr=hl = tg dl h sec2d=h sec=2h sec

14、 Bth sec2d.=2hBt2sec2d eBtE感LdllrLh,Bteeeeee2-3-5cos=Edl.感感解二：解二：dr2eBdl cos=2hBtr=hl = tg dl h sec2d=h sec=2h sec Bth sec2d.=2hBt2sec2d 2tg2hL1tg2hL1sec2d eBtE感LdllrLh,Bteeeeeeee2-3-5cos=e=Edl.感感解二：解二：dr2eBdl cos=2hBte2eBteh=L1r=hl = tg dl h sec2d=h sec=2h sec Bth sec2d.e=2hBte2sec2d 2tg2hL1tg2hL1s

15、ec2d eBtE感LdllrLh,Bteeee2-3-5二、回路運(yùn)動(dòng)且回路運(yùn)動(dòng)且磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)變化的感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)2-3-5二、回路運(yùn)動(dòng)且回路運(yùn)動(dòng)且磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)變化的感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：ditd=2-3-5二、回路運(yùn)動(dòng)且回路運(yùn)動(dòng)且磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)變化的感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：ditd=eBte.dSsvB()dldll.2-3-5二、回路運(yùn)動(dòng)且回路運(yùn)動(dòng)且磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)變化的感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：ditd=eBte.dSsvB()dldll. 動(dòng)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)

16、2-3-5二、回路運(yùn)動(dòng)且回路運(yùn)動(dòng)且磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)變化的感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律：由法拉第電磁感應(yīng)定律：ditd=eBte.dSsvB()dldll. 動(dòng)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)2-3-5vBxy0MN2-3-5vBxy0MN2-3-5dS= xtgdxBxy0dxx2-3-5dS=xtgdxdB dS.Bxy0dxx2-3-5dS=xtgdxdB dS.xktcosxtgdx.Bxy0dxx2-3-5dS=xtgdxdxdB dS.xktcosxtgdx.=ktgx2tcosBxy0dxx2-3-5dS=xtgdxdxdB dS.xktcosxtgdx.=ktgx

17、2tcos=B dS.Bxy0dxx2-3-5dS=xxtgdxdxdB dS.xktcosxtgdx=ktgx2tcos=B dS.0dxktgx2tcos.Bxy0dxx2-3-5dS13=xxtgdxdxdB dS.xktcosxtgdx.=ktgx2tcos=B dS.0dxktgx2tcosktgx3tcosBxy0dxx2-3-5dtdS13=xxtgdxdxdB dS.xktcosxtgdx.=ktgx2tcos=B dS.0dxktgx2tcosktgx3tcosdBxy0dxx2-3-5dtdS13=xxtgdxdxdB dS.xktcosxtgdx.=ktgx2tcos=B

18、 dS.0dxktgx2tcosktgx3tcosd13ktgBxy0dxxtsinx3dt3x2dxtcos()2-3-5dtdS13=xxtgdxdxdB dS.xktcosxtgdx.=ktgx2tcos=B dS.0dxktgx2tcosktgx3tcosd13ktg13ktgv3t3tsinktgv3t2tcosBxy0dxxtsinx3dt3x2dxtcos()2-3-5dtBxy0dxxdS13=tsinx3=xxtgdxdxdB dS.xktcosxtgdx.=ktgx2tcos=B dS.0dxktgx2tcosktgx3tcosd13ktg()dt3x2dxtcos13ktgv3t3tsinktgv3t2tcos動(dòng)生動(dòng)生感生感生2-3-5=13ktgv3t3tsinktgv3t2tcos動(dòng)生動(dòng)生感生感生2-3-5=Bl v動(dòng)動(dòng)=13ktgv3t3tsinktgv3t2tcos動(dòng)生動(dòng)生感生感生2-3-5=Bl vktgv3t2tcos=動(dòng)動(dòng)=13ktgv3t3tsinktgv3t2tcos動(dòng)生動(dòng)生感生感生2-3-5e=感感=動(dòng)動(dòng)Bl vktgv3t2tcos=te=13ktgv3t3tsinktgv3t2tcos動(dòng)生動(dòng)生感生感生2-3-5e=13ktgv3t3tsinktgv3t2tcos動(dòng)生動(dòng)生感