2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：動生電動勢和感生電動勢

動生電動勢和感生電動勢1、動生電動勢：磁場不變，導(dǎo)體或線圈在磁場中運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢。xdxabcdI+?c'd'導(dǎo)線cd可在固定導(dǎo)線框上左、右自由滑動。由法拉第電磁感應(yīng)定律：方向：c→d動生電動勢的產(chǎn)生機制：××××××××××××××××c?+?d導(dǎo)線cd在磁場中運動時，自由電子受洛侖茲力：方向：d→c導(dǎo)線兩端電荷積累產(chǎn)生電場，使電子受電場力：方向：c→d當(dāng)時：使cd間維持電勢差。導(dǎo)線cd相當(dāng)于一個電源，d為正極、c為負(fù)極。可見：產(chǎn)生動生電動勢的原因為洛侖茲力。××××××××××××××××c?+?d導(dǎo)線cd中的非靜電力：由電動勢的定義：當(dāng)導(dǎo)體回路的一部分產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時：（如本例）

當(dāng)導(dǎo)線速度在垂直于磁場方向的分量不為零時才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。可形象地說：導(dǎo)線因切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生電動勢。習(xí)題13-4習(xí)題13-4：長為l的銅棒，以速率v平行于電流為i的無限長載流直導(dǎo)線運動，求銅棒中的電動勢。解法一：

ialxdx在銅棒上取線元dx。銅棒上的動生電動勢為：電動勢的方向：從左向右。+?解法二：取假想閉合回路（假想部分無感應(yīng)電動勢）。

ialxdxydSyx銅棒上的動生電動勢為：+?×××××××××××××××odll例13-1例13-1：長為l的銅棒，在均勻磁場B中以角速度ω旋轉(zhuǎn)，求銅棒兩端的感應(yīng)電動勢。+?解法一：在銅棒上取線元dl。其速率：銅棒上的動生電動勢為：“?”表示電動勢的方向與積分方向相反，即o端為正。解法二：棒在dt時間內(nèi)掃過的面積：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：×××××××××××××××odll+?通過該面積的磁通量：

若轉(zhuǎn)軸不在棒端，情況如何？討論：

若將銅棒改為銅盤，情況如何？

利用公式：求動生電動勢的兩種方法：用法拉第電磁感應(yīng)定律：（假想回路部分不能有感應(yīng)電動勢）2、感生電動勢：導(dǎo)體或線圈不動，磁場變化而在導(dǎo)體或線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢。但產(chǎn)生感生電動勢的原因不可能是洛侖茲力。麥克斯韋（英國）指出：變化的磁場會在其周圍空間激發(fā)出一種電場，稱為感生電場，其電場線為閉合曲線，所以又稱為渦旋電場（非靜電場），用Er

表示。當(dāng)變化的磁場中有導(dǎo)體回路時：自由電子受感生電場的作用而產(chǎn)生感生電動勢。所以：產(chǎn)生感生電動勢的原因為非靜電場Er

。由電動勢定義，感生電動勢為：

感生電場的環(huán)流不為零，說明感生電場不是保守場，其電場線為閉合曲線。即：

式中“?”號說明和的方向關(guān)系符合楞次定律。l例13-2(1)由對稱性，感生電場的電場線是以o為圓心的一系列同心圓。設(shè)環(huán)路l順時針為正。R<r時：例13-2：半徑為R的圓柱形空間內(nèi)有均勻磁場B，設(shè)，且為常量。求：(1)空間各點的渦旋電場；(2)金屬棒ab上的感生電動勢。

××××××××××××oErl得：的方向與環(huán)路繞行