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動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)(第十章第2節(jié))11/10感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)磁通量
m變動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)磁場不變,回路面積S變感生電動(dòng)勢(shì)回路不動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度變
在磁場中,導(dǎo)體棒AB以v沿金屬導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體切割磁力線,回路面積發(fā)生改變,導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。自由電子所受洛侖茲力
產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)導(dǎo)體中電荷在磁場中受洛侖茲力fL結(jié)果。一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)起因22/10由得:代入得:方向:電動(dòng)勢(shì)方向從負(fù)極到正極。以上結(jié)論普遍成立。大?。簽榕c
夾角為與夾角。假如整個(gè)回路都在磁場中運(yùn)動(dòng),則在回路中產(chǎn)生總電動(dòng)勢(shì)為:二、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)33/10每個(gè)電子受洛侖茲力洛侖茲力對(duì)電子做功代數(shù)和為零。對(duì)電子做正功,反抗外力做功洛侖茲力作用并不提供能量,而只是傳遞能量,即外力克服洛侖茲力一個(gè)分量
所做功,經(jīng)過另一個(gè)分量
轉(zhuǎn)換為動(dòng)生電流能量。實(shí)質(zhì)上表示能量轉(zhuǎn)換和守恒。發(fā)電機(jī)工作原理就是靠洛侖茲力將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。結(jié)論動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)只存在于運(yùn)動(dòng)一段導(dǎo)體上,而不動(dòng)那一段導(dǎo)體上沒有電動(dòng)勢(shì)。44/104.求導(dǎo)體元上電動(dòng)勢(shì)5.由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)定義求解。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)求解能夠采取兩種方法:一是利用“動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)”公式來計(jì)算;二是設(shè)法組成一個(gè)合理閉合回路方便于應(yīng)用“法拉第電磁感應(yīng)定律”求解。公式:1.確定導(dǎo)體處磁場
;3.分割導(dǎo)體元dl,確定與
夾角q2;2.確定
和
夾角q1;三、應(yīng)用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)解題方法55/10w
B例1:在均勻磁場B中,一長為L導(dǎo)體棒繞一端o點(diǎn)以角速度w
轉(zhuǎn)動(dòng),求導(dǎo)體棒上動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。oL解1:由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)定義計(jì)算dlvl分割導(dǎo)體元dl,導(dǎo)體元上電動(dòng)勢(shì)為:導(dǎo)體元速度為:l整個(gè)導(dǎo)體棒動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為:方向沿棒指向o點(diǎn)。與
夾角:和
夾角:66/10解2:利使用方法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算組成假想扇形回路,使其包圍導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)時(shí)掃過面積;回路中只有導(dǎo)體棒部分產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),虛線部分靜止不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。ovBω扇形面積:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:由楞次定律可判斷動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向沿導(dǎo)體棒指向o。其中利使用方法拉第電磁感應(yīng)定律與用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方法計(jì)算結(jié)果相同。77/10例2:在通有電流I無限長載流直導(dǎo)線旁,距a垂直放置一長為L以速度v向上運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒,求導(dǎo)體棒中動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。解1:由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)定義計(jì)算因?yàn)樵趯?dǎo)體棒處磁感應(yīng)強(qiáng)度分布是非均勻,導(dǎo)體上各導(dǎo)體元產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)也是不一樣,分割導(dǎo)體元dx。aLIxdxx導(dǎo)體元處磁場B為:導(dǎo)體元所產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向沿x軸負(fù)向,大小為:與
夾角:和
夾角:88/10解2:利使用方法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算組成假想矩形回路,將回路分割成無限多長為y、寬為dx面元.整個(gè)回路磁通量為:穿過面元磁通量為:整個(gè)導(dǎo)體棒動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為:導(dǎo)體所產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向沿x軸負(fù)向。aLIxdx99/10回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:vadx
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