动生电动势和感生电动势课件.ppt

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1、关于动生电动势和感关于动生电动势和感生电动势生电动势现在学习的是第1页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应+AB+-外电路：正电荷在静电外电路：正电荷在静电场力的作用下从高电势场力的作用下从高电势向低电势运动。向低电势运动。内电路：内电路：正正电荷在电荷在非静电非静电力力的作用下从低电势向的作用下从低电势向高电势运动。高电势运动。+补充：电动势补充：电动势(electromotive force)的概念的概念现在学习的是第2页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电

2、磁感应非静电力非静电力为非静电场的场强为非静电场的场强电源的电动势是电源的电动势是描述电源非静电力做功本领的物理量描述电源非静电力做功本领的物理量电源的电动势：电源的电动势：在电源内将在电源内将单位正电荷单位正电荷从负从负极移动到正极的过程中非静极移动到正极的过程中非静电力所作的功电力所作的功+AB+-+方向：方向：BA现在学习的是第3页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应+ab一一 动生电动势动生电动势动生电动势的动生电动势的非非静电力场来源静电力场来源 洛伦兹力洛伦兹力-+平衡时平衡时动生电动势的公式动生电动势的公式（一

3、）公式的来源（一）公式的来源现在学习的是第4页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应 一般情况一般情况上的动生电动势上的动生电动势整个导线整个导线L上的动生电动势上的动生电动势 导线是导线是曲线曲线,磁场为磁场为非均匀场非均匀场。导线上各长度元导线上各长度元 上的速度上的速度 、各不相同各不相同现在学习的是第5页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应此式为动生电动势公式，也是发电机发电的最此式为动生电动势公式，也是发电机发电的最基本公式。基本公式。现在学习的是

4、第6页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应（二）动生电动势的计算（二）动生电动势的计算均匀磁场均匀磁场非均匀磁场非均匀磁场计计算算动动生生电电动动势势分分 类类方方 法法平动平动转动转动现在学习的是第7页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应步骤：步骤：约定约定右旋右旋1）2）求磁通）求磁通3）根据公式计算）根据公式计算说明说明 与与 相反相反1）取线元取线元 ，并规定其方向，并规定其方向2）写出写出3）确定积分范围，并积分）确定积分范围，并积分说明说明 与

5、与 相反相反现在学习的是第8页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应例例1 一矩形导体线框，宽为一矩形导体线框，宽为 l，与运动导体棒构成闭合回路。，与运动导体棒构成闭合回路。如果导体棒以速度如果导体棒以速度 v 作匀速直线运动，求回路内的感应电作匀速直线运动，求回路内的感应电动势。动势。解解解解:b av电动势方向电动势方向 ab方法一：方法一：均匀磁场均匀磁场 平动平动现在学习的是第9页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应方法二：根据电磁感应定律解方法二

6、：根据电磁感应定律解 b avvt电动势方向电动势方向 ab经过时间经过时间t：现在学习的是第10页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应+L OP例例2 已知已知:求求:解：解：取线元取线元 ，方向：方向：O P。现在学习的是第11页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应+L 特例特例+现在学习的是第12页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应例例3 一直导线一直导线CD在一无限长直电流磁场

7、中作在一无限长直电流磁场中作 切割磁力线运动。求：动生电动势。切割磁力线运动。求：动生电动势。abIx解：解：方法一方法一方向方向 非均匀磁场非均匀磁场 平动平动0 x现在学习的是第13页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应方法二方法二abI作辅助线，形成闭合回路作辅助线，形成闭合回路CDEF方向方向现在学习的是第14页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应思考：思考：abI做法对吗？做法对吗？现在学习的是第15页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感

8、生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应 均匀磁场均匀磁场 转动转动例例4 如图，长为如图，长为L的铜棒在磁感应强度为的铜棒在磁感应强度为的均匀磁场中，以角速度的均匀磁场中，以角速度绕绕O轴转动。轴转动。求：棒中感应电动势的大小求：棒中感应电动势的大小 和方向。和方向。取微元取微元方向方向解：解：方法一方法一现在学习的是第16页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应方法二方法二作辅助线，形成闭合回路作辅助线，形成闭合回路OACO负号表示方向沿负号表示方向沿AOCAOC、CA段没有动生电动势段没有动生电动势

9、现在学习的是第17页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应把铜棒换成金属圆盘，把铜棒换成金属圆盘，中心和边缘之间的电动势是多少？中心和边缘之间的电动势是多少？无数铜棒一端在圆心，另无数铜棒一端在圆心，另一端在圆周上。一端在圆周上。o现在学习的是第18页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应思路：思路：O OP P r rv v Z Z例例5.5.匀强匀强磁场磁场B B，导体棒，导体棒OPOP绕绕OZOZ轴旋转，角轴旋转，角 速度速度 ,OP=b ,OP=b，为

10、已知为已知 OZ OZ轴轴 。求求POPO两端的电势差？两端的电势差？现在学习的是第19页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应例例 有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁 力线运动。力线运动。已知：已知：求：动生电动势。求：动生电动势。+R作辅助线，形成闭合回路作辅助线，形成闭合回路方向：方向：解：解：方法一方法一课课堂堂练练习习现在学习的是第20页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应+有一半圆形金属导线在匀强磁场中作

11、切割磁有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁 力线运动。力线运动。已知：已知：求：动生电动势。求：动生电动势。解：解：方法二方法二+R方向：方向：现在学习的是第21页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应二二 感生电动势感生电动势（阅读）阅读）1、感生电动势、感生电动势由于磁场发生变化由于磁场发生变化而激发的电动势而激发的电动势 是什么力使电荷运动是什么力使电荷运动而在电路中产生电流而在电路中产生电流的呢？的呢？电场力电场力不存在不存在不存在不存在洛仑兹力洛仑兹力只可能是一种新型的电场力只可能是一种新型的电场力现在学习的是第2

12、2页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应18611861年，麦克斯韦提出了感生电场的假设年，麦克斯韦提出了感生电场的假设 变化的磁场在周围空间要激发电场，变化的磁场在周围空间要激发电场，称为感生电场。感生电流的产生就是称为感生电场。感生电流的产生就是这一电场作用于导体中的自由电荷的这一电场作用于导体中的自由电荷的结果。结果。感生电场充当着产生感应电动势的非感生电场充当着产生感应电动势的非静电力。静电力。闭合回路中的感生电动势闭合回路中的感生电动势现在学习的是第23页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动

13、势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应闭合回路中的感生电动势闭合回路中的感生电动势S不变不变揭示了电场和磁场是相互联系的。揭示了电场和磁场是相互联系的。现在学习的是第24页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应式中负号表示感生电场式中负号表示感生电场与磁场增量的方向成左与磁场增量的方向成左手螺旋关系。手螺旋关系。是面元是面元ds处磁感应处磁感应强度随时间的变化率强度随时间的变化率 只要存在变化的磁场，就只要存在变化的磁场，就一定有感生电场一定有感生电场现在学习的是第25页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电

14、动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应 感生感生电场是电场是非非保守场保守场 和和 均对电荷有力的作用均对电荷有力的作用.感生电场和静电场的感生电场和静电场的对比对比 静静电场是保守场电场是保守场 静静电场由电荷产生；电场由电荷产生；感生感生电场是由变化的磁场电场是由变化的磁场产产生生.现在学习的是第26页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应例：将磁铁插入例：将磁铁插入非金属环非金属环中，环内有无感生中，环内有无感生电动势？有无感应电流？电动势？有无感应电流？而无感生电流。而无感生电流。解解：有感生电动势

15、存在。有感生电动势存在。现在学习的是第27页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应2 将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时 (A)铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势 (B)铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小 (C)铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大 (D)两两环

16、环中感中感应电动势应电动势相等。相等。只要存在变化的磁场，哪怕不存在导体回路，只要存在变化的磁场，哪怕不存在导体回路，也一定有感生电场产生也一定有感生电场产生现在学习的是第28页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应 电子感应加速器是利用电子感应加速器是利用涡旋涡旋涡旋涡旋电场电场来加速电子的一种设来加速电子的一种设备。备。四四.电子感应加速器电子感应加速器线圈线圈铁芯铁芯电子束电子束环形真空环形真空管管 道道真空室内激发涡旋电场真空室内激发涡旋电场现在学习的是第29页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电

17、动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应利用涡旋电场对电子进行加速利用涡旋电场对电子进行加速电子束电子束电子枪电子枪靶靶现在学习的是第30页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应导体导体 当当大块导体大块导体放在放在变变化化的磁场中，在导体的磁场中，在导体内部会产生感应电流，内部会产生感应电流，由于这种电流由于这种电流在导体在导体内形成闭合回路内形成闭合回路，故，故称为称为涡电流涡电流 。五五 涡电流涡电流现在学习的是第31页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁

18、感应电磁感应涡电流或涡流这种交变电流集中于导体表面的效应涡电流或涡流这种交变电流集中于导体表面的效应 趋肤效应趋肤效应 涡电流的应用涡电流的应用利用涡电流进行利用涡电流进行加热加热1.高频感应电炉与电磁灶的原理高频感应电炉与电磁灶的原理高频电流高频电流交变磁场交变磁场涡旋电场涡旋电场涡电流涡电流热效应热效应炼金属炼金属现在学习的是第32页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应电磁炉：交变磁场作用于金属锅底，产生电磁炉：交变磁场作用于金属锅底，产生 大量涡流大量涡流冶金炉：把难溶金属放在陶瓷坩锅中，套在冶金炉：把难溶金属放在陶瓷

19、坩锅中，套在 坩锅外的线圈中通交流电坩锅外的线圈中通交流电2.电磁电磁阻尼阻尼摆摆 涡电流的弊涡电流的弊热效应过强、温度过高，热效应过强、温度过高，易破坏绝缘，损耗电能，还可能造成事故易破坏绝缘，损耗电能，还可能造成事故现在学习的是第33页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应 减少涡流减少涡流1、选择高阻值材料选择高阻值材料2、多片铁芯组合、多片铁芯组合（硅钢、矽钢等）（硅钢、矽钢等）现在学习的是第34页，共35页10-2 10-2 动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势第十三章第十三章电磁感应电磁感应感谢大家观看26.09.2022现在学习的是第35页，共35页