動生電動勢和感生電動勢

1、動生電動勢和感生電動勢第一頁，共四十六頁。2 b、感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。 c、直接由感應(yīng)電動勢的符號來確定其方向。 即由b指向a。 的正方向與 的正方向符合右手螺旋。第二頁，共四十六頁。3 法拉第電磁感應(yīng)定律告訴我們：當(dāng)穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時，回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。穿過閉合回路中的磁通量變化主要有下述不同方式：第三頁，共四十六頁。4第四頁，共四十六頁。5 電動勢+-I 閉合電路的總電動勢 : 非靜電的電場強度. 1）穩(wěn)恒磁場中的導(dǎo)體運動 2）導(dǎo)體不動，磁場變化動生電動勢感生電動勢引起磁通量變化的原因一 動生電動勢第五頁，共四十六頁。6: 非靜電的電場強度.第六

2、頁，共四十六頁。7 AB（一） 動生電動勢的成因分析：第七頁，共四十六頁。8 ABff+第八頁，共四十六頁。9 AB+ 金屬導(dǎo)軌將導(dǎo)體棒AB兩端連接起來，這樣在導(dǎo)軌中將出現(xiàn)沿著ACB方向的電場，金屬中的自由電子在電場力作用下沿著BCA方向定向運動，形成沿著ACB方向的電流。第九頁，共四十六頁。10 AB+f 隨著電子定向運動到A端，兩端累積的電荷減少，電場減弱，向下的洛侖茲力將大于向上的電場力。在洛侖茲力的作用下，電子克服電場力繼續(xù)從A端通過導(dǎo)體棒回到B端，從而保持兩端有穩(wěn)定的電荷累積，有穩(wěn)定的電勢差。第十頁，共四十六頁。11 運動導(dǎo)體棒AB作為電源，A端相當(dāng)于電源的正極，B端相當(dāng)于負(fù)極；不斷

3、地將電子從電源A端通過電源內(nèi)部搬運到電源B端, 洛侖茲力就是此電源的非靜電力，即動生電動勢中的非靜電力。 AB第十一頁，共四十六頁。12設(shè)桿長為 （二） 動生電動勢的表達式非靜電場洛倫茲力動生電動勢的非靜電力+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + OP- -+第十二頁，共四十六頁。13討論（1）洛侖茲力是否做功？ AB第十三頁，共四十六頁。14 AB對電子做正功！第十四頁，共四十六頁。15 AB對電子做負(fù)功！第十五頁，共四十六頁。16 AB總洛侖茲力與總速度垂直，不做功！第十六頁，共四十六頁。1

4、7 AB討論（2）回路中的電能從何而來？外力克服安培力所做的功轉(zhuǎn)化為回路中的電能！第十七頁，共四十六頁。18（3）動生電動勢與切割磁場線為： 線元在單位時間 切割的磁場線討論第十八頁，共四十六頁。19例1 已知:求:+L均勻磁場 平動解：第十九頁，共四十六頁。20+L典型結(jié)論特例+第二十頁，共四十六頁。21例2 有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強磁場中作切割磁 力線運動。已知：求：動生電動勢。+R作輔助線，形成閉合回路方向：解：方法一第二十一頁，共四十六頁。22+解：方法二+R方向：第二十二頁，共四十六頁。23均勻磁場 轉(zhuǎn)動例3 如圖，長為L的銅棒在磁感應(yīng)強度為的均勻磁場中，以角速度繞O軸轉(zhuǎn)動。求：棒中

5、感應(yīng)電動勢的大小 和方向。第二十三頁，共四十六頁。24解：方法一取微元 符號表明方向為第二十四頁，共四十六頁。25方法二作輔助線，形成閉合回路OACO符號表示方向沿AOCAOC、CA段沒有動生電動勢問題把銅棒換成金屬圓盤，中心和邊緣之間的電動勢是多少？第二十五頁，共四十六頁。26例4 一直導(dǎo)線CD在一無限長直電流磁場中作 切割磁力線運動。求：動生電動勢。abIl解：方法一方向第二十六頁，共四十六頁。27方法二abI作輔助線，方向形成閉合回路CDEF第二十七頁，共四十六頁。28思考abI做法對嗎？第二十八頁，共四十六頁。29二、感生電動勢和感生電場1、感生電動勢由于磁場發(fā)生變化而激發(fā)的電動勢電磁

6、感應(yīng)非靜電力洛侖茲力感生電動勢動生電動勢非靜電力第二十九頁，共四十六頁。30 變化的磁場在其周圍空間會激發(fā)一種渦旋狀的電場，稱為渦旋電場或感生電場。記作 或感生電動勢非靜電力感生電場力由電動勢的定義2、 麥克斯韋假設(shè)：第三十頁，共四十六頁。31結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律由電動勢的定義第三十一頁，共四十六頁。32討論 2） S 是以 L 為邊界的任一曲面。 的法線方向應(yīng)選得與曲線 L的積分方向成右手螺旋關(guān)系1） 此式反映變化磁場和感生電場的相互關(guān)系， 即感生電場是由變化的磁場產(chǎn)生的。 第三十二頁，共四十六頁。33與構(gòu)成左旋關(guān)系。4）是曲面上的任一面元上磁感應(yīng)強度的變化率不是積分回路線元上的磁感應(yīng)強度

7、的變化率3） 第三十三頁，共四十六頁。345）感生電場電力線 第三十四頁，共四十六頁。35由靜止電荷產(chǎn)生由變化磁場產(chǎn)生線是“有頭有尾”的，是一組閉合曲線起于正電荷而終于負(fù)電荷線是“無頭無尾”的感生電場（渦旋電場）靜電場（庫侖場）具有電能、對電荷有作用力具有電能、對電荷有作用力第三十五頁，共四十六頁。36特點磁場不變，閉合電路的整體或局部在磁場中運動導(dǎo)致回路中磁通量的變化閉合回路的任何部分都不動，空間磁場發(fā)生變化導(dǎo)致回路中磁通量變化動生電動勢感生電動勢非靜電力感生電場力洛侖茲力原因由于S的變化引起回路中 m變化由于 的變化引起回路中 m變化第三十六頁，共四十六頁。373、感生電場的計算例1 局限

8、于半徑 R 的圓柱形空間內(nèi)分布有均勻磁場， 方向如圖。磁場的變化率求：圓柱內(nèi)、外的 分布。第三十七頁，共四十六頁。38方向：逆時針方向第三十八頁，共四十六頁。39討論負(fù)號表示與反號與 L 積分方向切向同向與 L 積分方向切向相反第三十九頁，共四十六頁。40在圓柱體外，由于B = 0上于是雖然每點為 0，在但在 上則并非如此。由圖可知，這個圓面積包括柱體內(nèi)部分的面積，而柱體內(nèi)上故第四十頁，共四十六頁。41方向：逆時針方向第四十一頁，共四十六頁。42第四十二頁，共四十六頁。43利用渦旋電場對電子進行加速電子束電子槍靶三 電子感應(yīng)加速器第四十三頁，共四十六頁。44BEK.R環(huán)形真空室電子軌道OBFv第四十四頁，共四十六頁。45R環(huán)形真空室電子軌道OBFv由洛倫茲力和牛頓第二定律，有