高二物理竞赛课件：电源 电动势.ppt

第九章 变化的电磁场,9.1电源 电动势,9.2 电磁感应的基本规律,9.3 动生电动势,9.4 感生电动势 感生电场,9.5 自感和互感,9.6 磁场的能量,9.7 位移电流 麦克斯韦电磁场方程组,9.1电源 电动势,一、电源,二、电动势,一、电源,仅有静电场,不能维持恒定电流.,电源:能够提供非静电力的装置.,电源内部非静电场:,单位正电荷所受的非静电力.,9.1电源 电动势,二、电动势,普遍的欧姆定律的微分形式：,电源的电动势定义为，把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，非静电力 所做的功。,电动势：,9.1电源 电动势,方向:由负极指向正极,9.2 电磁感应的基本规律,一、引入,二、法拉第电磁感应定律,三、楞次定律,一、引入,1820年，奥斯特发现了电流的磁效应。既然电流可以产生磁场，那么反过来磁场是否也能产生电流呢？,英国物理学家法拉第从1822年到1831年，经过一个又一个的失败和挫折，终于在人类历史上第一个发现了电磁感应现象。,二、法拉第电磁感应定律,1、电磁感应现象,9.2 电磁感应的基本规律,9.2 电磁感应的基本规律,2、法拉第电磁感应定律,当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中将产生感应电流或感应电动势。导体回路中感应电动势的大小，与穿过导体回路的磁通量的变化率 成正比。,当为 匝回路时，,通过回路中任一截面的电量:,9.2 电磁感应的基本规律,3、判断方向,说明：,9.2 电磁感应的基本规律,、,、回路的绕行方向和曲面的法线方向满足右手螺旋关系；,9.2 电磁感应的基本规律,9.2 电磁感应的基本规律,本质：感应电流取楞次定律规定的方向是能量守恒和转换定律作用的必然结果。,9.2 电磁感应的基本规律,法拉第电磁感应定律,大小:,电动势:,方向:由楞次定律判别!,闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化；或感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。,三、楞次定律,9.3 动生电动势,一、定义,二、 动生电动势,三、动生电动势的计算,一、定义,动生电动势：回路或其一部分在磁场中有相对运动而产生的感应电动势。,二、动生电动势,9.3 动生电动势,例：已知：,9.3 动生电动势,特例：,电动势：将单位正电荷通过电源内部从负极移到正极的过程中非静电力所做的功。,电源内部的非静电场,9.3 动生电动势,问题：由于洛伦兹力永远对电荷不做功，而这里又说动生电动势是由洛伦兹力做功引起的 ，两者是否矛盾？,洛伦兹力的作用并不提供能量，而只是传递能量；即外力克服洛伦兹力的一个分量 所做的功通过另一个分量 转化为感应电流的能量 。,9.3 动生电动势,三、动生电动势的计算,1、利用法拉第电磁感应定律计算.,2、利用定义计算:,步骤:,特别:,9.3 动生电动势,例12.4如图所示,长为 的导线 与一载有电流 的长直导线AB共面且垂直,当 以速度平行于导线运动时,求其上的动生电动势.,例1：在均匀恒定磁场 中，一根长为 的导体棒 ，在垂直于磁场的平面内绕其一端作匀速转动，角速度为 。试求这导体棒两端的电势差 。,9.3 动生电动势,解1、法一:,如图取导线元:,2、法二:应用法拉弟电磁感应定律.,9.3 动生电动势,虚构图示回路.,由楞次定律,可知:,电动势方向:,dt 时间内通过回路的磁通量增量:,解:联接 形成闭合回路,例2：在均匀恒定磁场 中，一根任意形状的导体棒 ，在垂直于磁场的平面内绕其一端 作匀速转动，角速度为 , 间距为 。试求这导体棒两端的电动势 。,9.3 动生电动势,例3、交流发电机的基本原理。,9.3 动生电动势,解,9.3 动生电动势,作业,习题册35预习,