动生电动势以及感生电动势

1、关于动生电动势和感生电动势第1页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四+AB+-外电路：正电荷在静电场力的作用下从高电势向低电势运动。内电路：正电荷在非静电力的作用下从低电势向高电势运动。+补充：电动势(electromotive force)的概念第2页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四非静电力为非静电场的场强电源的电动势是描述电源非静电力做功本领的物理量电源的电动势： 在电源内将单位正电荷从负极移动到正极的过程中非静电力所作的功+AB+-+方向：BA第3页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四+ + + + + + + + + +

2、+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ab一 动生电动势动生电动势的非静电力场来源 洛伦兹力- -+平衡时动生电动势的公式（一）公式的来源第4页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四 一般情况上的动生电动势整个导线L上的动生电动势 导线是曲线 , 磁场为非均匀场。导线上各长度元 上的速度 、 各不相同第5页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四此式为动生电动势公式，也是发电机发电的最基本公式。第6页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四（二）动生电动势的计算均匀磁场非均匀磁场计算

3、动生电动势分 类方 法平动转动第7页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四步骤：约定右旋1）2）求磁通3）根据公式计算说明 与 相反1）取线元 ，并规定其方向2） 写出3）确定积分范围，并积分说明 与 相反第8页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四例1 一矩形导体线框，宽为 l ，与运动导体棒构成闭合回路。如果导体棒以速度 v 作匀速直线运动，求回路内的感应电动势。解: b av电动势方向 ab方法一： 均匀磁场 平动第9页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四方法二：根据电磁感应定律解 b avvt电动势方向 ab经过时间t：第10页，

4、共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四+LOP例2 已知:求:解：取线元 ， 方向：O P。第11页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四+L特例+第12页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四例3 一直导线CD在一无限长直电流磁场中作 切割磁力线运动。求：动生电动势。abIx解：方法一方向 非均匀磁场 平动0 x第13页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四方法二abI作辅助线，形成闭合回路CDEF方向第14页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四思考：abI做法对吗？第15页，共35页，2022年，5月

5、20日，12点39分，星期四 均匀磁场 转动例4 如图，长为L的铜棒在磁感应强度为的均匀磁场中，以角速度绕O轴转动。求：棒中感应电动势的大小 和方向。取微元方向解：方法一第16页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四方法二作辅助线，形成闭合回路OACO负号表示方向沿AOCAOC、CA段没有动生电动势第17页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四问题把铜棒换成金属圆盘，中心和边缘之间的电动势是多少？ 无数铜棒一端在圆心，另一端在圆周上。思路：o第18页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四思路：OP rvZ例5. 匀强磁场B，导体棒OP绕OZ

6、轴旋转，角 速度 , OP=b， 为已知 OZ轴 。求PO两端的电势差？第19页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四例 有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁 力线运动。已知：求：动生电动势。+R作辅助线，形成闭合回路方向：解：方法一课堂练习第20页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四+ 有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁 力线运动。已知：求：动生电动势。解：方法二+R方向：第21页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四二 感生电动势（阅读）1、感生电动势由于磁场发生变化而激发的电动势 是什么力使电荷运动而在电路中产生电流的呢？电场

7、力不存在不存在洛仑兹力只可能是一种新型的电场力第22页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四1861年，麦克斯韦提出了感生电场的假设 变化的磁场在周围空间要激发电场，称为感生电场。感生电流的产生就是这一电场作用于导体中的自由电荷的结果。 感生电场充当着产生感应电动势的非静电力。闭合回路中的感生电动势第23页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四闭合回路中的感生电动势S不变揭示了电场和磁场是相互联系的。第24页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四式中负号表示感生电场与磁场增量的方向成左手螺旋关系。 是面元ds处磁感应强度随时间的变化率 只要

8、存在变化的磁场，就一定有感生电场第25页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四 感生电场是非保守场 和 均对电荷有力的作用.感生电场和静电场的对比 静电场是保守场 静电场由电荷产生；感生电场是由变化的磁场产生 .第26页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四例：将磁铁插入非金属环中，环内有无感生电动势？有无感应电流？而无感生电流。解：有感生电动势存在。第27页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四2 将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时 (A) 铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势 (

9、B) 铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小 (C) 铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大 (D) 两环中感应电动势相等。 只要存在变化的磁场，哪怕不存在导体回路，也一定有感生电场产生第28页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四 电子感应加速器是利用涡旋电场来加速电子的一种设备。四. 电子感应加速器线圈铁芯电子束环形真空管 道真空室内激发涡旋电场第29页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四利用涡旋电场对电子进行加速电子束电子枪靶第30页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四导体 当大块导体放在变化的磁场中，在导体内部会产生感应电流，由于这种电流在导体内形成闭合回路，故称为涡电流 。五 涡电流第31页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四涡电流或涡流这种交变电流集中于导体表面的效应 趋肤效应 涡电流的应用利用涡电流进行加热1. 高频感应电炉与电磁灶的原理高频电流交变磁场涡旋电场涡电流热效应炼金属第32页，共35页，2022年，5月20日，12点39分，星期四电磁炉：交变磁场作用于金属锅底，产生 大量涡流冶金炉：把难溶金属放在陶瓷坩锅中，套在 坩锅外的线圈中通交流电2. 电磁阻尼摆 涡电流的弊热效应过强、温度过高，易破坏绝