2020年高中物理竞赛辅导课件(电磁学)感生电动势-感生电场(共23张PPT)

1、2020年高中物理竞赛辅导课件(电磁学)感生电动势-感生电场(共23张PPT)2020年高中物理竞赛辅导课件(电磁学)感生电动势-感生电场 当回路 1中电流发生变化时，在回路 产生感应电动势的非静电力是什么？感生电动势 感生电场回路2电池BATTERY010203040G回路12中出现感应电动势。 当回路 1中电流发生变化时，在回路 产麦克斯韦假设： E感=？问题：由法拉第电磁感应定律：ditd=.BdS=dtds由电动势的定义：i=Edl.感LE=Bt.dSsEdl.感=Bt.dSLs电场为感生电场，或涡旋电场。在变化磁场的周围将产生电场，称这种麦克斯韦假设： E感=？问题：由法拉第电磁感应

2、定律讨论： Edl.感=Bt.dSLs2. 这是电磁场基本方程之一。关系，即感生电场是由变化的磁场产生的。1. 此式反映变化磁场和感生电场的相互讨论： Edl.感=Bt.dSLs2. 3. 式中的 S 是以S构成左旋关系。Edl.感=Bt.dSLs 4. E感Bt与BtE感BtE感L为周界的任意曲面。L 3. 式中的 S 是以S构成左旋关系。Edl.感=Bt b. 静电场的电场线是“有头有尾”的，感=0 5. 感生电场与静电场比较： Edl.感=Bt.dSLsEl.=0静Ld c. 静电场是由静止电荷产生的，感生电 a. 静电场是有势无旋场，感生电场是有生电场的电场线是一组闭合曲线。 场是由变

3、化磁场产生的。旋无势场; b. 静电场的电场线是“有头有尾”的，感=0 例1电子感应加速器。在涡旋电场作用下，电子可以被加速到 10-100MeV（联赛热身）铁芯线圈电束子 环形真空室B磁场已知：Bt求：感生电场场强。， 例1电子感应加速器。在涡旋电场作用下，铁芯线圈电束式中负号表示的方向E感E和所设的方向相反感设 与方向一致。E感lds=BtdSB=tr2=r2BtE感LE感ld=感Er2=Edl.感LEdl.感cosoL=0=Bt.dScosos0=Bt.dSsBLrBRt感En式中负号表示的方向E感E和所设的方向相反感设 与方向一致。E在圆域外rR()E感rROnE感BLrRBtE感r2

4、=Bt2R=R2Bt()2r1E感式中负号表示E感方向和所设的E感方向相反即和L方向相反。在圆域外rR()E感rROnE感 例2 有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内，Bt已知：h、L。Bt的方向如图。求： （全国联赛模拟训练）CDe解一：作一假想的回路CDOC，由法拉第电磁感应定律BCDLhOL 例2 有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内，Bt已E感方向从C到DBtLBCDLhOE感方向从C到DBtLBBCDLh解二：rcos=h()E感dllrBtE感=r2Bt=r2Btdlcos2Bthdl=2Bth=L1.=Edl感deL=2hBtdleLB解三：hl=tg=dlhsec2dr=hseccos

5、hsec2d.=Edl感deBCDLhE感dllrBtL=2hsecBt.=r2Bdlcost=2hBt2sec2d2Bth=L1=2hBt2tg2hL1tg2hL1sec2de解三：hl=tg=dlhsec2dr=hseccos 例3 OM、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。磁场是均匀的，且：导体MN在t =0 时, x =0Bxkt=cos求 （河北省物理竞赛夏令营）=()tvBxy0MN 例3 OM、ON及MN为金属导线，MN磁场dS=xtgdx=dBdS.=xktcosxtgdx.dx=ktgx2tcos=13ktgv3t3tsinktgv3t2tcos

6、Bxy0dxx13=ktgx3tcos=x0dxktgx2tcosdt=tsinx3=d13ktg()3x2dxdttcose=BdS.感生动生dS=xtgdx=dBdS.=xktcosxtgdx=动Blvktgv3t2tcos=13ktgv3t3tsin=感t=13ktgv3t3tsinktgv3t2tcos感生动生=动Blvktgv3t2tcos=13ktgv3 例4 一均匀磁场与矩形导体回路面法线单位矢量en间的夹角为=/3（如图），已知磁感应强度B 随时间线形增加，即B =kt(k0),回路的AB边长为 l,以速度v 向右运动，设t = 0时，AB边在x =0处，求：任意时刻回路中感应电动势的大小和方向。（联赛模拟）qABxnveB 例4 一均匀磁场与矩形导体回路面法线qABxnve解：Btk=已知：3=qABl=.cos=tlk.tvqd=edt2=costlkvq=tlkvqABxnveB解：Btk=已知：3=qABl=.cos=tlk.tvq例5：直导线通交流电 置于磁导率为 的介质中求：与其共面的N匝矩形回路中的感应电动势解：设当I 0时，电流方向如图已知其中 I0 和 是大于零的常数设回路L方向如图建坐标系如图在任意坐标处取一面元例5：直导线通交流电 置于磁导率为 的介质中解：设当I