动生电动势和感生电动势课件

上讲主要内容回顾1、法拉第电磁感应定律：2、法判断感应电流的方向：a、感应电流的磁通总是阻止引起感应电流的磁通量的变化。1上讲主要内容回顾1、法拉第电磁感应定律：2、法判断感应b、感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。c、直接由感应电动势的符号来确定其方向。即由b指向a。的正方向与的正方向符合右手螺旋。2b、感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。c、直

法拉第电磁感应定律告诉我们：当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势。穿过闭合回路中的磁通量变化主要有下述不同方式：3法拉第电磁感应定律告诉我们：当穿过闭合回路中的磁通量发44电动势+-I

闭合电路的总电动势

:非静电的电场强度.1）稳恒磁场中的导体运动

2）导体不动，磁场变化动生电动势感生电动势引起磁通量变化的原因一动生电动势5电动势+-I闭合电路的总电动势:非静电的电场强:非静电的电场强度.6:非静电的电场强度.6××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB（一）动生电动势的成因分析：7×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ABffＦ++－－8×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ＣAB++－－

金属导轨将导体棒AB两端连接起来，这样在导轨中将出现沿着ACB方向的电场，金属中的自由电子在电场力作用下沿着BCA方向定向运动，形成沿着ACB方向的电流。9×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ＣAB++－－fＦ

随着电子定向运动到A端，两端累积的电荷减少，电场减弱，向下的洛仑兹力将大于向上的电场力。在洛仑兹力的作用下，电子克服电场力继续从A端通过导体棒回到B端，从而保持两端有稳定的电荷累积，有稳定的电势差。10×××××运动导体棒AB作为电源，A端相当于电源的正极，B端相当于负极；不断地将电子从电源A端通过电源内部搬运到电源B端,洛仑兹力就是此电源的非静电力，即动生电动势中的非静电力。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ABＣ11运动导体棒AB作为电源，A端相当于电源的正极，设杆长为

（二）动生电动势的表达式非静电场洛伦兹力动生电动势的非静电力+++++++++++++++++++++++++++++++++++OP---++12设杆长为（二）动生电动势的表达式非静电场洛伦兹力动生电讨论（1）洛仑兹力是否做功？××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB13讨论（1）洛仑兹力是否做功？×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB对电子做正功！14×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB对电子做负功！15×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB总洛仑兹力与总速度垂直，不做功！16×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××ＣAB讨论（2）回路中的电能从何而来？外力克服安培力所做的功转化为回路中的电能！17×××××（3）动生电动势与切割磁场线为：线元在单位时间切割的磁场线讨论18（3）动生电动势与切割磁场线为：线元在单位时间讨论18例1已知:求:+++++++++++++L

均匀磁场平动解：19例1已知:求:+++++++++++++L均匀磁场+++++++++++++L

典型结论特例++++++++++++++++++++++++++++++20+++++++++++++L典型结论特例+++++++++例2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：方法一21例2有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁求：动生电+解：方法二++++++++++++++++++R方向：22+解：方法二++++++++++++++++++R方向：22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。23均匀磁场转动例3如图，长为L的铜棒在磁感应强度为解：方法一取微元符号表明方向为24解：方法一取微元符号表明方向为24方法二作辅助线，形成闭合回路OACO符号表示方向沿AOCAOC、CA段没有动生电动势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？25方法二作辅助线，形成闭合回路OACO符号表示方向沿AOCAO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。abIl解：方法一方向26例4一直导线CD在一无限长直电流磁场中作abIl解：方方法二abI作辅助线，方向形成闭合回路CDEF27方法二abI作辅助线，方向形成闭合回路CDEF27思考abI做法对吗？28思考abI做法对吗？28二、感生电动势和感生电场1、感生电动势由于磁场发生变化而激发的电动势电磁感应非静电力洛仑兹力感生电动势动生电动势非静电力29二、感生电动势和感生电场1、感生电动势电非静电力洛仑兹力感生

变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，称为涡旋电场或感生电场。记作或感生电动势非静电力感生电场力由电动势的定义2、麦克斯韦假设：30感生电动势非静电力感生电场力由电动势的定义2、结合法拉第电磁感应定律由电动势的定义31结合法拉第电磁感应定律由电动势的定义31讨论2）S是以L为边界的任一曲面。的法线方向应选得与曲线L的积分方向成右手螺旋关系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。32讨论2）S是以L为边界的任一曲面。与构成左旋关系。4）是曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率不是积分回路线元上的磁感应强度的变化率3）33与构成左旋关系。4）是曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率不5）感生电场电力线345）感生电场电力线34由静止电荷产生由变化磁场产生线是“有头有尾”的，是一组闭合曲线起于正电荷而终于负电荷线是“无头无尾”的感生电场（涡旋电场）静电场（库仑场）具有电能、对电荷有作用力具有电能、对电荷有作用力35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动生电动势感生电动势非静电力感生电场力洛仑兹力原因由于S的变化引起回路中

m变化由于的变化引起回路中

m变化36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3、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、外的分布。373、感生电场的计算例1局限于半径R的圆柱形空间内方向：逆时针方向38方向：逆时针方向38讨论负号表示与反号与L积分方向切向同向与L积分方向切向相反39讨论负号表示与反号与L积