感生电动势和动生电动势2ppt.ppt

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 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 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 均匀磁场平动 解 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 方法二 方向 解 均匀磁场转动 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 a b I 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 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 变化的磁场中的电荷受到的力既非洛仑兹力也非库仑力 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 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 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 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 的来源非静电力 由于S 的变化引起回路中 变化 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 铁芯中的涡电流 涡电流的热效应 利 2 家用 电磁灶 微波炉 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