第十三章電磁感應(yīng)2

13-2動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢電動(dòng)勢非靜電力動(dòng)生電動(dòng)勢非靜電力G?一、動(dòng)生電動(dòng)勢變，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為動(dòng)生電動(dòng)勢，變，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為感生電動(dòng)勢。+++++++++++++++++++++動(dòng)生電動(dòng)勢的成因?qū)Ь€內(nèi)每個(gè)自由電子受到的洛侖茲力為非靜電力它驅(qū)使電子沿導(dǎo)線由a向b移動(dòng)。由于洛侖茲力的作用使b端出現(xiàn)過剩負(fù)電荷，a端出現(xiàn)過剩正電荷。a端電勢高，b端電勢低。+++++++++++++++++++++電子受的靜電力平衡時(shí)：此時(shí)電荷積累停止，兩端形成穩(wěn)定的電勢差。洛侖茲力是產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢的根本原因.在導(dǎo)線內(nèi)部產(chǎn)生靜電場方向。由電動(dòng)勢定義:運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線ab產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢為:動(dòng)生電動(dòng)勢的一般公式非靜電力為非靜電場強(qiáng):定義一般情況導(dǎo)線是曲線,磁場為非均勻場。整個(gè)導(dǎo)線上的動(dòng)生電動(dòng)勢導(dǎo)線上各長度元上的速度各不相同,計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢方法例1已知:求:+++++++++++++La均勻磁場平動(dòng)解：+++++++++++++La典型結(jié)論特例++++++++++++++++++++++++++++++閉合線圈平動(dòng)均勻磁場平動(dòng)閉合線圈平動(dòng)直導(dǎo)線平動(dòng)有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢。+++++++++++++++++++R例2已知：作輔助線，形成閉合回路。方向：方法一解：有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢。++++++++++++++++++++R例2已知：θdθ方法二方向：解：均勻磁場轉(zhuǎn)動(dòng)例3如圖，長為L的銅棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場中，以角速度繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)。求：棒中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向。解：取微元方向例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(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢。dlIx解：方向非均勻磁場二．感生電動(dòng)勢當(dāng)回路1中電流發(fā)生變化時(shí)，在回路2中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢。G12RεmΦ電磁感應(yīng)非靜電力非靜電力感生電動(dòng)勢洛侖茲力動(dòng)生電動(dòng)勢？關(guān)于電荷所受的力麥克斯韋假設(shè)：變化的磁場在其周圍空間會(huì)激發(fā)一種渦旋狀的電場，稱為有旋電場或感生電場。這種電場對(duì)電荷有作用力。電荷其他電荷激發(fā)的電場運(yùn)動(dòng)電荷磁場變化的磁場中的電荷受到的力既非洛侖茲力也非庫侖力庫侖力洛侖茲力？由法拉第電磁感應(yīng)定律：

由電動(dòng)勢的定義：線積分的方向應(yīng)與正方向成右手螺旋關(guān)系非靜電力感生電動(dòng)勢感生電場力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。3、S是以L為邊界的任一曲面。討論2、這是電磁場基本方程之一。的法線方向應(yīng)選與曲線L的積分方向成右手螺旋關(guān)系.4、某一段細(xì)導(dǎo)線內(nèi)的感生電動(dòng)勢與構(gòu)成左旋關(guān)系。5、是有旋場不能引入電勢概念感生電場（有旋電場）由靜止電荷產(chǎn)生由變化磁場產(chǎn)生線是“有頭有尾”的，是一組閉合曲線靜電場（庫侖場）是保守場（無旋場）可以引入電勢概念起于正電荷而終于負(fù)電荷線是“無頭無尾”的動(dòng)生電動(dòng)勢感生電動(dòng)勢特點(diǎn)磁場不變，閉合電路的整體或局部在磁場中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致回路中磁通量的變化閉合回路的任何部分都不動(dòng)，空間磁場發(fā)生變化導(dǎo)致回路中磁通量變化原因由于B的變化引起回路中變化非靜電力即洛侖茲力，由洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢變化磁場在它周圍空間激發(fā)感生電場，非靜電力即感生電場力，由感生電場力對(duì)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢結(jié)論其方向由的積分方向決定沿的來源非靜電力由于S、的變化引起回路中變化其方向由的積分方向決定沿三.渦電流（渦流）1.渦電流的概念大塊的金屬在磁場中運(yùn)動(dòng)，或處在變化的磁場中，金屬內(nèi)部也要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬內(nèi)部自成閉合回路，稱為渦電流或渦流。鐵芯交流電源渦流線鐵芯中的渦電流２．渦電流的熱效應(yīng)利2）家用電磁灶微波爐工頻爐中頻爐高頻爐及特種合金1）冶煉難熔金屬弊增加能耗熱效應(yīng)過強(qiáng)--溫度過高----易破壞絕緣--造成事故減少渦流的途徑1）選擇高阻值材料（電機(jī)變壓器的鐵芯材料是硅鋼而非鐵）2）多片鐵芯組合3、電磁阻尼四、感生電場的計(jì)算例1：局限于半徑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)的分布。方向：逆時(shí)針方向解：感生電場線為同心圓，設(shè)順時(shí)針為正向例2OM、ON及MN為金屬導(dǎo)線，MN以速度v

運(yùn)動(dòng)，并保持與上述兩導(dǎo)線接觸。磁場是不均勻的，且：導(dǎo)體MN在時(shí)，0t=0x=×θ××××××××××××××