第十三章電磁感應(yīng)2

13-2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)非靜電力動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)非靜電力G?一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)變，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，變，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感生電動(dòng)勢(shì)。+++++++++++++++++++++動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的成因?qū)Ь€內(nèi)每個(gè)自由電子受到的洛侖茲力為非靜電力它驅(qū)使電子沿導(dǎo)線由a向b移動(dòng)。由于洛侖茲力的作用使b端出現(xiàn)過(guò)剩負(fù)電荷，a端出現(xiàn)過(guò)剩正電荷。a端電勢(shì)高，b端電勢(shì)低。+++++++++++++++++++++電子受的靜電力平衡時(shí)：此時(shí)電荷積累停止，兩端形成穩(wěn)定的電勢(shì)差。洛侖茲力是產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的根本原因.在導(dǎo)線內(nèi)部產(chǎn)生靜電場(chǎng)方向。由電動(dòng)勢(shì)定義:運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線ab產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為:動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的一般公式非靜電力為非靜電場(chǎng)強(qiáng):定義一般情況導(dǎo)線是曲線,磁場(chǎng)為非均勻場(chǎng)。整個(gè)導(dǎo)線上的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)線上各長(zhǎng)度元上的速度各不相同,計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方法例1已知:求:+++++++++++++La均勻磁場(chǎng)平動(dòng)解：+++++++++++++La典型結(jié)論特例++++++++++++++++++++++++++++++閉合線圈平動(dòng)均勻磁場(chǎng)平動(dòng)閉合線圈平動(dòng)直導(dǎo)線平動(dòng)有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。+++++++++++++++++++R例2已知：作輔助線，形成閉合回路。方向：方法一解：有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。++++++++++++++++++++R例2已知：θdθ方法二方向：解：均勻磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)例3如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，以角速度繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)。求：棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。解：取微元方向例4一直導(dǎo)線CD在一無(wú)限長(zhǎng)直電流磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。dlIx解：方向非均勻磁場(chǎng)二．感生電動(dòng)勢(shì)當(dāng)回路1中電流發(fā)生變化時(shí)，在回路2中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。G12RεmΦ電磁感應(yīng)非靜電力非靜電力感生電動(dòng)勢(shì)洛侖茲力動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)？關(guān)于電荷所受的力麥克斯韋假設(shè)：變化的磁場(chǎng)在其周?chē)臻g會(huì)激發(fā)一種渦旋狀的電場(chǎng)，稱為有旋電場(chǎng)或感生電場(chǎng)。這種電場(chǎng)對(duì)電荷有作用力。電荷其他電荷激發(fā)的電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)中的電荷受到的力既非洛侖茲力也非庫(kù)侖力庫(kù)侖力洛侖茲力？由法拉第電磁感應(yīng)定律：

由電動(dòng)勢(shì)的定義：線積分的方向應(yīng)與正方向成右手螺旋關(guān)系非靜電力感生電動(dòng)勢(shì)感生電場(chǎng)力1.此式反映變化磁場(chǎng)和感生電場(chǎng)的相互關(guān)系，即感生電場(chǎng)是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的。3、S是以L為邊界的任一曲面。討論2、這是電磁場(chǎng)基本方程之一。的法線方向應(yīng)選與曲線L的積分方向成右手螺旋關(guān)系.4、某一段細(xì)導(dǎo)線內(nèi)的感生電動(dòng)勢(shì)與構(gòu)成左旋關(guān)系。5、是有旋場(chǎng)不能引入電勢(shì)概念感生電場(chǎng)（有旋電場(chǎng)）由靜止電荷產(chǎn)生由變化磁場(chǎng)產(chǎn)生線是“有頭有尾”的，是一組閉合曲線靜電場(chǎng)（庫(kù)侖場(chǎng)）是保守場(chǎng)（無(wú)旋場(chǎng)）可以引入電勢(shì)概念起于正電荷而終于負(fù)電荷線是“無(wú)頭無(wú)尾”的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)磁場(chǎng)不變，閉合電路的整體或局部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致回路中磁通量的變化閉合回路的任何部分都不動(dòng)，空間磁場(chǎng)發(fā)生變化導(dǎo)致回路中磁通量變化原因由于B的變化引起回路中變化非靜電力即洛侖茲力，由洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)變化磁場(chǎng)在它周?chē)臻g激發(fā)感生電場(chǎng)，非靜電力即感生電場(chǎng)力，由感生電場(chǎng)力對(duì)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)結(jié)論其方向由的積分方向決定沿的來(lái)源非靜電力由于S、的變化引起回路中變化其方向由的積分方向決定沿三.渦電流（渦流）1.渦電流的概念大塊的金屬在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，或處在變化的磁場(chǎng)中，金屬內(nèi)部也要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬內(nèi)部自成閉合回路，稱為渦電流或渦流。鐵芯交流電源渦流線鐵芯中的渦電流２．渦電流的熱效應(yīng)利2）家用電磁灶微波爐工頻爐中頻爐高頻爐及特種合金1）冶煉難熔金屬弊增加能耗熱效應(yīng)過(guò)強(qiáng)--溫度過(guò)高----易破壞絕緣--造成事故減少渦流的途徑1）選擇高阻值材料（電機(jī)變壓器的鐵芯材料是硅鋼而非鐵）2）多片鐵芯組合3、電磁阻尼四、感生電場(chǎng)的計(jì)算例1：局限于半徑R的圓柱形空間內(nèi)分布有均勻磁場(chǎng)，方向如圖。磁場(chǎng)的變化率求：圓柱內(nèi)的分布。方向：逆時(shí)針?lè)较蚪猓焊猩妶?chǎng)線為同心圓，設(shè)順時(shí)針為正向例2OM、ON及MN為金屬導(dǎo)線，MN以速度v

運(yùn)動(dòng)，并保持與上述兩導(dǎo)線接觸。磁場(chǎng)是不均勻的，且：導(dǎo)體MN在時(shí)，0t=0x=×θ××××××××××××××