物理 感生电动势幻灯片.ppt

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1、物理物理 感生电动势感生电动势第1页，共16页，编辑于2022年，星期日 感生电动势感生电动势 产生感生电动势的非静电场产生感生电动势的非静电场 感生电场感生电场闭合回路中的感生电动势闭合回路中的感生电动势感生电场的方向感生电场的方向:与与 遵从右手螺旋关系遵从右手螺旋关系第2页，共16页，编辑于2022年，星期日 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电场是由变化的磁场的磁场产生产生.相同之处相同之处:不同之处不同之处

2、:1.激发源不同激发源不同2.电场线形状不电场线形状不同同静电场线是起始于正电荷静电场线是起始于正电荷,终止于负电荷终止于负电荷;而感生电场线是闭合的而感生电场线是闭合的.3.环流不同环流不同第3页，共16页，编辑于2022年，星期日解：解：由由感生电动势的计算公式感生电动势的计算公式 得得 例例 10-4 如图所示，有一半径为如图所示，有一半径为r r、电阻为、电阻为 R R 的细圆的细圆环，放在与圆环所围的平面相垂直的均匀磁场中，设磁环，放在与圆环所围的平面相垂直的均匀磁场中，设磁场的磁感强度随时间变化，且场的磁感强度随时间变化，且 （常量）。求圆（常量）。求圆环上感受应电流的大小。环上感

3、受应电流的大小。细圆环上的感受应电流细圆环上的感受应电流方向如何？方向如何？第4页，共16页，编辑于2022年，星期日 *例例 2 设有一半径为设有一半径为R,高度为高度为h 的铝圆盘的铝圆盘,其电导其电导率为率为 .把圆盘放在磁感强度为把圆盘放在磁感强度为 的均匀磁场中的均匀磁场中,磁磁场方向垂直盘面场方向垂直盘面.设磁场随时间变化设磁场随时间变化,且且 为一常量为一常量.求盘内的感应电流值求盘内的感应电流值.（圆盘内感应电流自（圆盘内感应电流自己的磁场略去不计）己的磁场略去不计）第5页，共16页，编辑于2022年，星期日已知已知求求解解 如图取一半径为如图取一半径为 ,宽宽度为度为 ,高度

4、为高度为 的圆的圆环环.则圆环中的感生电动势的值为则圆环中的感生电动势的值为代入已知条件得代入已知条件得又又所以所以第6页，共16页，编辑于2022年，星期日代入并整理代入并整理于是圆盘中的感应电流为于是圆盘中的感应电流为即即第7页，共16页，编辑于2022年，星期日 例例 3 在一长通电直导线附近有一矩形线圈，矩形线圈与在一长通电直导线附近有一矩形线圈，矩形线圈与直导线在同一平面内，如图所示。当长直导线中的电流为直导线在同一平面内，如图所示。当长直导线中的电流为 时，求时，求（1 1）线线圈中任一圈中任一时时刻感刻感应电动势应电动势的表达式；（的表达式；（2 2）初始）初始时时刻刻线线圈中感

5、圈中感应电动势应电动势的大小和方向。的大小和方向。解：解：（1 1）由安培）由安培环环路定理知路定理知 由由感生电动势的计算公式感生电动势的计算公式第8页，共16页，编辑于2022年，星期日 得得 也可用法拉第电磁感应定律来求也可用法拉第电磁感应定律来求 矩形矩形线线圈中的磁通量圈中的磁通量为为 由法拉第由法拉第电电磁感磁感应应定律得定律得 第9页，共16页，编辑于2022年，星期日（2）将）将t=0代入上式得代入上式得 方向方向为为逆逆时针时针方向方向 第10页，共16页，编辑于2022年，星期日 例例 10-5 一长为一长为L的金属棒的金属棒AB放在均匀磁场中，若该放在均匀磁场中，若该磁场

6、被限定在半径为磁场被限定在半径为R的圆筒内，并以匀速率的圆筒内，并以匀速率 变化，变化，如图所示。求棒中感生电动势。如图所示。求棒中感生电动势。解解 方法一方法一 利用利用 计算。计算。先要计算感生电场先要计算感生电场：可得可得 上式表示上式表示 与与 之间满足右手螺旋关系。之间满足右手螺旋关系。第11页，共16页，编辑于2022年，星期日在本题中，感生电动势的非静电力正是感生电场力。在本题中，感生电动势的非静电力正是感生电场力。式中式中 为为 与与 间的夹角。间的夹角。第12页，共16页，编辑于2022年，星期日 方法二方法二 利用法拉第电磁感应定律求解。利用法拉第电磁感应定律求解。分别连接

7、分别连接OA、OB，由金属棒，由金属棒AB与与OA、OB组成三角组成三角形回路形回路ABOA，该回路中感应电动势等于，该回路中感应电动势等于AB、BO、AO三三条边感生电动势之和，由于条边感生电动势之和，由于BO和和OA两边都沿径矢方向，两边都沿径矢方向，而感生电场而感生电场 沿圆环的切线方向，所以沿圆环的切线方向，所以BO和和OA两边上两边上的的 分别与分别与BO和和OA两边垂直，即两边垂直，即 ，故，故 ，所以回路中感应电动势等于，所以回路中感应电动势等于AB边的感应电动势，根据边的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有法拉第电磁感应定律有 故故 第13页，共16页，编辑于2022年，星期日二二 涡电流涡电流 感应电流不仅能在感应电流不仅能在导电回导电回 路内出现，路内出现，而而且当且当大块导体大块导体与磁场与磁场有相对运动或处在变有相对运动或处在变化的磁场中时，在这化的磁场中时，在这块导体中也会激起感块导体中也会激起感应电流应电流.这种在大块导这种在大块导体内流动的感应电流体内流动的感应电流,叫做叫做涡电流涡电流,简称涡简称涡流流.第14页，共16页，编辑于2022年，星期日 应用应用 热效应、电磁阻尼效应热效应、电磁阻尼效应.第15页，共16页，编辑于2022年，星期日 作业：作业：第16页，共16页，编辑于2022年，星期日