感生电动势和动生电动势 (2)讲稿.ppt

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1、关于感生电动势和动生电动势(2)第一页，讲稿共二十六页哦动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势电动势电动势非静电力非静电力动生电动势动生电动势非静电力非静电力G?一、一、动生电动势动生电动势变，产生的感应电动势为变，产生的感应电动势为动生电动势，动生电动势，变，产生的感应电动势为变，产生的感应电动势为感生电动势。感生电动势。第二页，讲稿共二十六页哦+动生电动势的成因动生电动势的成因导线内每个自由电子导线内每个自由电子受到的洛仑兹力为受到的洛仑兹力为非静电力非静电力它驱使电子沿导线由它驱使电子沿导线由a向向b移动。移动。由于洛仑兹力的作用使由于洛仑兹力的作用使 b 端出现过剩负电荷，端出现

2、过剩负电荷，a 端出现过剩正电荷端出现过剩正电荷。a 端电势高，端电势高，b 端电势低端电势低。第三页，讲稿共二十六页哦+电子受的静电力电子受的静电力 平衡时：平衡时：此时电荷积累停止，此时电荷积累停止，两端形成稳定的电势差。两端形成稳定的电势差。洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因.在导线内部产生静电场在导线内部产生静电场方向方向。第四页，讲稿共二十六页哦由电动势定义由电动势定义:运动导线运动导线ab产生的动生电动势为产生的动生电动势为:动生电动势的一般公式动生电动势的一般公式非静电力非静电力为非静电场强为非静电场强:定义定义第五页，讲稿共二十六页哦一一 般般

3、 情情 况况导线是曲线导线是曲线,磁场为非均匀场。磁场为非均匀场。整个导线整个导线 上的动生电动势上的动生电动势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,计计计计算算算算动动动动生生生生电电电电动动动动势势势势方方方方 法法法法第六页，讲稿共二十六页哦例例1 已知已知:求求:+La均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场 平动平动平动平动解：解：第七页，讲稿共二十六页哦+La典型结论典型结论特例特例+第八页，讲稿共二十六页哦闭合线圈平动闭合线圈平动均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场 平动平动平动平动闭合线圈平动闭合线圈平动直导线平动直导线平动第九页，讲稿共二十六页哦有一半圆形金属

4、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。求：动生电动势。求：动生电动势。+R例例2已知：已知：作辅助线，形成闭合回路。作辅助线，形成闭合回路。方向：方向：方法一方法一解：解：第十页，讲稿共二十六页哦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。求：动生电动势。求：动生电动势。+R例例2已知：已知：d 方法二方法二方向：方向：解：解：第十一页，讲稿共二十六页哦均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场 转动转动转动转动例例3 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

5、磁场中，以角速度绕绕O轴转动。轴转动。求求：棒中感应电动势的大小和方向。：棒中感应电动势的大小和方向。解：解：取微元取微元方向方向第十二页，讲稿共二十六页哦 例例4 一直导线一直导线CD在一无限长直电流磁场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。abIl解：解：方向方向非均匀磁场非均匀磁场非均匀磁场非均匀磁场 第十三页，讲稿共二十六页哦二感生电动势二感生电动势当回路当回路 1中电流发生中电流发生变化时，在回路变化时，在回路 2中中出现感应电动势。出现感应电动势。G12Rm电磁感应电磁感应非静电力非静电力非静电力非静电力感生电动势感生电动势洛

6、仑兹力洛仑兹力动生电动势动生电动势？第十四页，讲稿共二十六页哦_ 关于电荷所受的力关于电荷所受的力_ 麦克斯韦假设：麦克斯韦假设：变化的磁场变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，称为称为有旋电场有旋电场或或感生电场感生电场。这种电场对电荷有作用力。这种电场对电荷有作用力。电荷电荷其他电荷激发的电场其他电荷激发的电场运动电荷运动电荷磁场磁场 变化的磁场中的电荷受到的力变化的磁场中的电荷受到的力既非洛仑兹力也非库仑力既非洛仑兹力也非库仑力库仑力库仑力洛仑兹力洛仑兹力？第十五页，讲稿共二十六页哦由法拉第电磁感应定律：由法拉第电磁感应定律：_ 由电动势的定义

7、：由电动势的定义：线积分的方向应与线积分的方向应与 正方向成右手螺旋关系正方向成右手螺旋关系非静电力非静电力感生电动势感生电动势感生电场力感生电场力第十六页，讲稿共二十六页哦1.此式反映变化磁场和感生电场的相互关系，此式反映变化磁场和感生电场的相互关系，即感生电场是由变化的磁场产生的。即感生电场是由变化的磁场产生的。3、S 是以是以 L 为边界的任一曲面。为边界的任一曲面。讨论讨论2、这是电磁场基本方程之一。这是电磁场基本方程之一。的法线方向应选与曲线的法线方向应选与曲线 L的积分方向成右手螺旋关系的积分方向成右手螺旋关系.4、某一段细导线内的感生电动势、某一段细导线内的感生电动势第十七页，讲

8、稿共二十六页哦与与构成左旋关系。构成左旋关系。5、第十八页，讲稿共二十六页哦 是有旋场是有旋场不能引入电势概念不能引入电势概念感生电场（有旋电场）感生电场（有旋电场）由静止电荷产生由静止电荷产生由变化磁场产生由变化磁场产生线是线是“有头有尾有头有尾”的，的，是一组闭合曲线是一组闭合曲线静电场（库仑场）静电场（库仑场）是保守场（无旋场）是保守场（无旋场）可以引入电势概念可以引入电势概念起于正电荷而终于负电荷起于正电荷而终于负电荷线是线是“无头无尾无头无尾”的的第十九页，讲稿共二十六页哦动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势特特点点磁场不变，闭合电路的整体磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运

9、动导致回或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化路中磁通量的变化闭合回路的任何部分都不闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化致回路中磁通量变化原因原因由于由于B的变化引起的变化引起回路中回路中 变化变化非静电力即洛仑兹力，由洛非静电力即洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷作用而产仑兹力对运动电荷作用而产生电动势生电动势变化磁场在它周围空间激发感变化磁场在它周围空间激发感生电场，非静电力即感生电场生电场，非静电力即感生电场力，由感生电场力对电荷作用力，由感生电场力对电荷作用而产生电动势而产生电动势结结论论其方向由其方向由的积分方向决定的积分方向决定沿沿的的

10、来来源源非非静静电电力力由于由于S、的变化的变化引起回路中引起回路中 变化变化其方向由其方向由的积分方向决定的积分方向决定沿沿第二十页，讲稿共二十六页哦三三.涡电流（涡流）涡电流（涡流）1.涡电流的概念涡电流的概念 大块的金属在磁场中运动，或处在变化的磁场大块的金属在磁场中运动，或处在变化的磁场中，金属内部也要产生感应电流，这种电流在金属中，金属内部也要产生感应电流，这种电流在金属内部自成闭合回路，称为内部自成闭合回路，称为涡电流涡电流或或涡流涡流。铁芯铁芯交交流流电电源源涡流线涡流线铁铁 芯芯中中的的 涡涡电电流流第二十一页，讲稿共二十六页哦涡电流的热效应涡电流的热效应利利2）家用）家用电磁

11、灶电磁灶微波炉微波炉工频炉工频炉中频炉中频炉高频炉高频炉及特种合金及特种合金1）冶炼难熔金属）冶炼难熔金属弊弊增加能耗增加能耗热效应过强热效应过强-温度过高温度过高-易破坏绝缘易破坏绝缘-造成事故造成事故减少涡流的途径减少涡流的途径1）选择高阻值材料）选择高阻值材料（电机变压器的铁芯（电机变压器的铁芯材料是硅钢而非铁）材料是硅钢而非铁）2）多片铁芯组合）多片铁芯组合3、电磁阻尼、电磁阻尼第二十二页，讲稿共二十六页哦四、感生电场的计算四、感生电场的计算例例1：局限于半径：局限于半径 R 的圆柱形空间内分布有均匀磁场，的圆柱形空间内分布有均匀磁场，方向如图。磁场的变化率方向如图。磁场的变化率求：求

12、：圆柱内的圆柱内的 分布。分布。方向：逆时针方向方向：逆时针方向解：解：感生电场线为同心圆，设顺感生电场线为同心圆，设顺时针为正向时针为正向第二十三页，讲稿共二十六页哦例例例例2 OM、ON及及MN为金属为金属导线，导线，MN以速度以速度v 运动，运动，并保持与上述两导线接触。并保持与上述两导线接触。磁场是不均匀的，且：磁场是不均匀的，且：导体导体MN在在时，时，0t=0 x=xy0MN求：求：讨论讨论负号表示负号表示与与反号，反号，由此可据由此可据来确定来确定的方向。的方向。的正负的正负第二十四页，讲稿共二十六页哦动生动生感生感生第二十五页，讲稿共二十六页哦感谢大家观看第二十六页，讲稿共二十六页哦