第十三章电磁感应2

13-2动生电动势和感生电动势电动势非静电力动生电动势非静电力G?一、动生电动势变，产生的感应电动势为动生电动势，变，产生的感应电动势为感生电动势。+++++++++++++++++++++动生电动势的成因导线内每个自由电子受到的洛仑兹力为非静电力它驱使电子沿导线由a向b移动。由于洛仑兹力的作用使b端出现过剩负电荷，a端出现过剩正电荷。a端电势高，b端电势低。+++++++++++++++++++++电子受的静电力平衡时：此时电荷积累停止，两端形成稳定的电势差。洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因.在导线内部产生静电场方向。由电动势定义:运动导线ab产生的动生电动势为:动生电动势的一般公式非静电力为非静电场强:定义一般情况导线是曲线,磁场为非均匀场。整个导线上的动生电动势导线上各长度元上的速度各不相同,计算动生电动势方法例1已知:求:+++++++++++++La均匀磁场平动解：+++++++++++++La典型结论特例++++++++++++++++++++++++++++++闭合线圈平动均匀磁场平动闭合线圈平动直导线平动有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁力线运动。求：动生电动势。+++++++++++++++++++R例2已知：作辅助线，形成闭合回路。方向：方法一解：有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁力线运动。求：动生电动势。++++++++++++++++++++R例2已知：θdθ方法二方向：解：均匀磁场转动例3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。解：取微元方向例4一直导线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。dlIx解：方向非均匀磁场二．感生电动势当回路1中电流发生变化时，在回路2中出现感应电动势。G12RεmΦ电磁感应非静电力非静电力感生电动势洛仑兹力动生电动势？关于电荷所受的力麦克斯韦假设：变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，称为有旋电场或感生电场。这种电场对电荷有作用力。电荷其他电荷激发的电场运动电荷磁场变化的磁场中的电荷受到的力既非洛仑兹力也非库仑力库仑力洛仑兹力？由法拉第电磁感应定律：

由电动势的定义：线积分的方向应与正方向成右手螺旋关系非静电力感生电动势感生电场力1.此式反映变化磁场和感生电场的相互关系，即感生电场是由变化的磁场产生的。3、S是以L为边界的任一曲面。讨论2、这是电磁场基本方程之一。的法线方向应选与曲线L的积分方向成右手螺旋关系.4、某一段细导线内的感生电动势与构成左旋关系。5、是有旋场不能引入电势概念感生电场（有旋电场）由静止电荷产生由变化磁场产生线是“有头有尾”的，是一组闭合曲线静电场（库仑场）是保守场（无旋场）可以引入电势概念起于正电荷而终于负电荷线是“无头无尾”的动生电动势感生电动势特点磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化原因由于B的变化引起回路中变化非静电力即洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势变化磁场在它周围空间激发感生电场，非静电力即感生电场力，由感生电场力对电荷作用而产生电动势结论其方向由的积分方向决定沿的来源非静电力由于S、的变化引起回路中变化其方向由的积分方向决定沿三.涡电流（涡流）1.涡电流的概念大块的金属在磁场中运动，或处在变化的磁场中，金属内部也要产生感应电流，这种电流在金属内部自成闭合回路，称为涡电流或涡流。铁芯交流电源涡流线铁芯中的涡电流２．涡电流的热效应利2）家用电磁灶微波炉工频炉中频炉高频炉及特种合金1）冶炼难熔金属弊增加能耗热效应过强--温度过高----易破坏绝缘--造成事故减少涡流的途径1）选择高阻值材料（电机变压器的铁芯材料是硅钢而非铁）2）多片铁芯组合3、电磁阻尼四、感生电场的计算例1：局限于半径R的圆柱形空间内分布有均匀磁场，方向如图。磁场的变化率求：圆柱内的分布。方向：逆时针方向解：感生电场线为同心圆，设顺时针为正向例2OM、ON及MN为金属导线，MN以速度v

运动，并保持与上述两导线接触。磁场是不均匀的，且：导体MN在时，0t=0x=×θ××××××××××××××