動生電動勢和感生電動勢課件

上講主要內(nèi)容回顧1、法拉第電磁感應(yīng)定律：2、法判斷感應(yīng)電流的方向：a、感應(yīng)電流的磁通總是阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。1上講主要內(nèi)容回顧1、法拉第電磁感應(yīng)定律：2、法判斷感應(yīng)b、感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。c、直接由感應(yīng)電動勢的符號來確定其方向。即由b指向a。的正方向與的正方向符合右手螺旋。2b、感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。c、直

法拉第電磁感應(yīng)定律告訴我們：當(dāng)穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時，回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。穿過閉合回路中的磁通量變化主要有下述不同方式：3法拉第電磁感應(yīng)定律告訴我們：當(dāng)穿過閉合回路中的磁通量發(fā)44電動勢+-I

閉合電路的總電動勢

:非靜電的電場強度.1）穩(wěn)恒磁場中的導(dǎo)體運動

2）導(dǎo)體不動，磁場變化動生電動勢感生電動勢引起磁通量變化的原因一動生電動勢5電動勢+-I閉合電路的總電動勢:非靜電的電場強:非靜電的電場強度.6:非靜電的電場強度.6××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB（一）動生電動勢的成因分析：7×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ABffＦ++－－8×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ＣAB++－－

金屬導(dǎo)軌將導(dǎo)體棒AB兩端連接起來，這樣在導(dǎo)軌中將出現(xiàn)沿著ACB方向的電場，金屬中的自由電子在電場力作用下沿著BCA方向定向運動，形成沿著ACB方向的電流。9×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ＣAB++－－fＦ

隨著電子定向運動到A端，兩端累積的電荷減少，電場減弱，向下的洛侖茲力將大于向上的電場力。在洛侖茲力的作用下，電子克服電場力繼續(xù)從A端通過導(dǎo)體棒回到B端，從而保持兩端有穩(wěn)定的電荷累積，有穩(wěn)定的電勢差。10×××××運動導(dǎo)體棒AB作為電源，A端相當(dāng)于電源的正極，B端相當(dāng)于負(fù)極；不斷地將電子從電源A端通過電源內(nèi)部搬運到電源B端,洛侖茲力就是此電源的非靜電力，即動生電動勢中的非靜電力。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ABＣ11運動導(dǎo)體棒AB作為電源，A端相當(dāng)于電源的正極，設(shè)桿長為

（二）動生電動勢的表達(dá)式非靜電場洛倫茲力動生電動勢的非靜電力+++++++++++++++++++++++++++++++++++OP---++12設(shè)桿長為（二）動生電動勢的表達(dá)式非靜電場洛倫茲力動生電討論（1）洛侖茲力是否做功？××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB13討論（1）洛侖茲力是否做功？×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB對電子做正功！14×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB對電子做負(fù)功！15×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB總洛侖茲力與總速度垂直，不做功！16×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ＣAB討論（2）回路中的電能從何而來？外力克服安培力所做的功轉(zhuǎn)化為回路中的電能！17×××××（3）動生電動勢與切割磁場線為：線元在單位時間切割的磁場線討論18（3）動生電動勢與切割磁場線為：線元在單位時間討論18例1已知:求:+++++++++++++L

均勻磁場平動解：19例1已知:求:+++++++++++++L均勻磁場+++++++++++++L

典型結(jié)論特例++++++++++++++++++++++++++++++20+++++++++++++L典型結(jié)論特例+++++++++例2有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強磁場中作切割磁力線運動。已知：求：動生電動勢。+++++++++++++++++++R作輔助線，形成閉合回路方向：解：方法一21例2有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強磁場中作切割磁求：動生電+解：方法二++++++++++++++++++R方向：22+解：方法二++++++++++++++++++R方向：22均勻磁場轉(zhuǎn)動例3如圖，長為L的銅棒在磁感應(yīng)強度為的均勻磁場中，以角速度繞O軸轉(zhuǎn)動。求：棒中感應(yīng)電動勢的大小和方向。23均勻磁場轉(zhuǎn)動例3如圖，長為L的銅棒在磁感應(yīng)強度為解：方法一取微元符號表明方向為24解：方法一取微元符號表明方向為24方法二作輔助線，形成閉合回路OACO符號表示方向沿AOCAOC、CA段沒有動生電動勢問題把銅棒換成金屬圓盤，中心和邊緣之間的電動勢是多少？25方法二作輔助線，形成閉合回路OACO符號表示方向沿AOCAO例4一直導(dǎo)線CD在一無限長直電流磁場中作切割磁力線運動。求：動生電動勢。abIl解：方法一方向26例4一直導(dǎo)線CD在一無限長直電流磁場中作abIl解：方方法二abI作輔助線，方向形成閉合回路CDEF27方法二abI作輔助線，方向形成閉合回路CDEF27思考abI做法對嗎？28思考abI做法對嗎？28二、感生電動勢和感生電場1、感生電動勢由于磁場發(fā)生變化而激發(fā)的電動勢電磁感應(yīng)非靜電力洛侖茲力感生電動勢動生電動勢非靜電力29二、感生電動勢和感生電場1、感生電動勢電非靜電力洛侖茲力感生

變化的磁場在其周圍空間會激發(fā)一種渦旋狀的電場，稱為渦旋電場或感生電場。記作或感生電動勢非靜電力感生電場力由電動勢的定義2、麥克斯韋假設(shè)：30感生電動勢非靜電力感生電場力由電動勢的定義2、結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律由電動勢的定義31結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律由電動勢的定義31討論2）S是以L為邊界的任一曲面。的法線方向應(yīng)選得與曲線L的積分方向成右手螺旋關(guān)系1）此式反映變化磁場和感生電場的相互關(guān)系，即感生電場是由變化的磁場產(chǎn)生的。32討論2）S是以L為邊界的任一曲面。與構(gòu)成左旋關(guān)系。4）是曲面上的任一面元上磁感應(yīng)強度的變化率不是積分回路線元上的磁感應(yīng)強度的變化率3）33與構(gòu)成左旋關(guān)系。4）是曲面上的任一面元上磁感應(yīng)強度的變化率不5）感生電場電力線345）感生電場電力線34由靜止電荷產(chǎn)生由變化磁場產(chǎn)生線是“有頭有尾”的，是一組閉合曲線起于正電荷而終于負(fù)電荷線是“無頭無尾”的感生電場（渦旋電場）靜電場（庫侖場）具有電能、對電荷有作用力具有電能、對電荷有作用力35由靜止電荷產(chǎn)生由變化磁場產(chǎn)生線是“有頭有尾”的，是一組閉合曲特點磁場不變，閉合電路的整體或局部在磁場中運動導(dǎo)致回路中磁通量的變化閉合回路的任何部分都不動，空間磁場發(fā)生變化導(dǎo)致回路中磁通量變化動生電動勢感生電動勢非靜電力感生電場力洛侖茲力原因由于S的變化引起回路中

m變化由于的變化引起回路中

m變化36特點磁場不變，閉合電路的整體或局部在磁場中運動導(dǎo)致回路中磁通3、感生電場的計算例1局限于半徑R的圓柱形空間內(nèi)分布有均勻磁場，方向如圖。磁場的變化率求：圓柱內(nèi)、外的分布。373、感生電場的計算例1局限于半徑R的圓柱形空間內(nèi)方向：逆時針方向38方向：逆時針方向38討論負(fù)號表示與反號與L積分方向切向同向與L積分方向切向相反39討論負(fù)號表示與反號與L積