大学物理课件：电磁感应2

第11章电磁感应电磁场

电磁感应(2)主要内容：动生和感生电动势

任意时刻通过回路的磁通11.2.1动生电动势§11.2动生和感生电动势

根据磁通量变化原因的不同，感应电动势分为动生电动势和感生电动势。

磁场不变，导体在磁场中切割磁力线运动产生的感应电动势叫动生电动势。回路的感应电动势负号表示的方向为逆时针。取顺时针方向为回路正方向

b

a注意：上式求得的虽然是回路的总感应电动势，但式中的l只是运动棒的长度。即：动生电动势只存在运动的导

体上。

b

a

即：产生动生电动势的非静电力就是洛仑兹力2、产生动生电动势的非静电力

导体在磁场中运动时，导体内的电子受洛仑兹力向a

端运动，使ab两端出现电势差。b

a由电动势定义ab棒上的电势差-+-其中，非静电性场强b

a-+-本问题中，且与

同方向结果与用法拉第电磁感应定律求得的结果一致。结论：长度为L的一段导线，在磁场中以速度运动产生的动生电动势例1.长为L的铜棒在均匀磁场B中绕其一端O在垂直于磁场的平面内以角速度

匀速转动，求棒上的动生电动势。O解1：dl

上的电动势根据动生电动势定义求整条棒的动生电动势大小电动势的方向Ao，即o端电势高解2:电动势方向AO，O端的电势高用法拉第电磁感应定律求回路感应电动势的大小因为

上的所以棒上的动生电动势大小为

内，棒扫过的磁通为O例2.

一长直导线中通电流I

，有一长为l

的金属棒AB与导线垂直共面。当棒以速度

v

平行长直导线匀速运动时，求棒上的动生电动势。解：在x处取线元dx，dx处的BIavAB方向:作业:p232~235页11,12,16,18

导体回路不动，由于磁场变化在回路中产生的感应电动势叫感生电动势

。问题：产生感生电动势的非静电力？不是洛仑兹力11.2.2.感生电动势1861年，麦克斯韦（Maxwell）提出感生电场的假设变化的磁场在其周围空间要激发电场，称为感生电场，用表示。（1）感生电场（2）感生电动势根据电动势定义及法拉第定律若回路不动，即S不变，可以把上式中对时间的微商和对面积的积分两个运算的顺序交换，得左旋关系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。两种电场比较对置于其中的电荷有力的作用起源性质静电场感生电场静止电荷变化磁场有源、保守力场无源、非保守(涡旋)场共同点●产生感生电动势的非静电力就是感生电场对电荷的作用力设一个半径为R的长直载流螺线管，内部磁场强度为，若为大于零的恒量。求管内外的感应电场。例5

轴对称分布的变化磁场产生的感应电场◎

感生电动势的计算（1）回路闭合（2）一段长度为l的导体置于变化磁场中其中可由下式求得

例3.

均匀磁场分布在半径为R

的圆柱形空腔内。已知磁感应强度的变化率为大于零的恒量。长为L的棒AB置于此变化磁场中，求棒上的感生电动势。解1：用感生电动势定义式求●先求表达式：取任一

线为积分路径LABL包围的面积内负号表示的方向为逆时针长度为L的AB棒置于此感生电场中将产生感生电动势B端的电势高ABdl解2：用法拉第定律求构三角形回路OABO，则AB回路的感应电动势大小结果与用感生电动势定义式求得的结果一致◎感生电场的应用——

电子感应加速器原理：在电磁铁的两极之间安置一个环形真空室，当用交变电流励磁电磁铁时，在环形室内除了有磁场外，还会感生出很强的、同心环状的涡旋电场。用电子枪将电子注入环形室