2021-2022学年高二物理竞赛课件：感生电动势和感生电场.pptx

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1、感生电动势和感生电场2感生电动势和感生电场感生电动势和感生电场麦麦克克斯斯韦韦的的观观点点：当当空空间间的的磁磁场场发发生生变变化化时时，会会产产生生一一种种电电场场感感生生电电场场（产产生生感感生生电电动动势势的非静电力场）的非静电力场）回路静止，仅由磁场的变化引起穿过回路的回路静止，仅由磁场的变化引起穿过回路的磁通变化所产生的电动势磁通变化所产生的电动势 感生感生（induced）电动势电动势3例例如图，一长为如图，一长为L L的细铜棒在均匀磁场中以角的细铜棒在均匀磁场中以角 速度速度 旋转，求铜棒中的动生电动势。旋转，求铜棒中的动生电动势。o已知：已知：求：求：解：解：分割分割L取一取一

2、，其速度为，其速度为i的方向由端点指向的方向由端点指向o。4abIcABC已知：已知：I，a，b，c，求：求：解（解（1）：）：选选L L的积分的积分方向为方向为ABCA 例题一例题一长直导线载有电流长直导线载有电流I I，与其共面有三角形线，与其共面有三角形线圈圈ABCABC以速率以速率 垂直离开长导线，求垂直离开长导线，求:处于图中位处于图中位置时线圈中的感应电动势。置时线圈中的感应电动势。5abIcABC 6abIcABC xXo7此题也可直接用电磁感应定理求之。此题也可直接用电磁感应定理求之。ab cABCI练习七练习七8 即即使使没没有有导导体体存存在在，变变化化的的磁磁场场也也会会

3、在在空空间间激发涡旋状的感生电场激发涡旋状的感生电场(非静电场非静电场）L 的方向：的方向：的正方向的正方向“变化的磁场会激发电场变化的磁场会激发电场”9感生电场的性质方程：感生电场的性质方程：感应电场的方向与感应电场的方向与 成左手螺旋关系成左手螺旋关系L+10感生电场的特点：感生电场的特点：1）共同点共同点涡旋电场和静电场都对电荷有涡旋电场和静电场都对电荷有力的作用：力的作用：2）不同点不同点：i）激发源不同；）激发源不同；ii）电力线不同；）电力线不同；iii）静电场是保守力场；）静电场是保守力场；感生电场是非保守力场。感生电场是非保守力场。计算感生电场和感生电动势计算感生电场和感生电动

4、势11 涡旋电流及其应用涡旋电流及其应用涡流涡流（Eddy current）：）：大块导体处于变化磁场中，或相对于磁场运大块导体处于变化磁场中，或相对于磁场运动，导体内产生闭合的涡旋状的感应电流。动，导体内产生闭合的涡旋状的感应电流。电磁灶和变压器铁芯电磁灶和变压器铁芯12例例一无限一无限长载流螺线管中电流随时间作线性变化长载流螺线管中电流随时间作线性变化（dI/dt=c0）,其内部磁感应强度也作线性变化且其内部磁感应强度也作线性变化且dB/dt=k0为已知。为已知。求求1)管内外感生电场的分布。管内外感生电场的分布。R R 分析分析:螺线管螺线管内部是均匀磁场，内部是均匀磁场，可知感生电场的可知感生电场的电力线是一系列电力线是一系列同心圆，感生电同心圆，感生电场方向沿切线方场方向沿切线方向且与磁场变化向且与磁场变化方向成左手螺旋方向成左手螺旋关系，为逆时针。关系，为逆时针。13 A)作闭合环路作闭合环路L分析分析:螺线管内部是均匀磁场，可知感生电场的电螺线管内部是均匀磁场，可知感生电场的电力线是一系列同心圆，感生电场方向沿切线方向且力线是一系列同心圆，感生电场方向沿切线方向且与磁场变化方向成左手螺旋关系，为逆时针。与磁场变化方向成左手螺旋关系，为逆时针。14 B)L作环路作环路L，则有：，则有：综合：综合：Rr