感生电动势 感生电场

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1、理学院物理系张晚云第三篇第六章电磁感应第三节　感生电动势与感生电场一、法拉第电磁感应定律二、动生电动势物理机制：洛仑兹力反抗外力做功，同时对电子做正功。上次课主要内容上次课主要内容一、感生电动势一、感生电动势感生电动势回路固定思考：感生电动势产生的物理机理是什么呢？二、感生电场二、感生电场变化的磁场在其周围空间将激发出具有闭合电场线的电场。——感生电场注：感生电场只取决于变化的磁场。感生电动势的产生机理：麦克斯韦：变化的磁场感生电场自由电荷感生电动势激发作用于引起与是否有导体或导体回路无关。二、感生电场二、感生电场讨论：1、感生场强与磁感应强度

2、变化率之间的关系感生电场线与磁感应强度增大的方向成左螺旋关系二、感生电场二、感生电场2、静电场与感生电场的比较静电场感生电场激发方式由静止电荷激发由变化的磁场激发力线特点q-q非闭合曲线无旋场闭合曲线有旋场高斯定理(有源场)(无源场)环路定理(保守场)(非保守场)二、感生电场二、感生电场3、一般情况下的电场电磁场基本方程之一在稳恒条件下：——静电场环路定理oR例1：如图，半径为R的圆形区域内存在均匀磁场，磁场的磁感应强度大小随时间均匀增加　　，求空间的感生电场的分布情况。随堂练习随堂练习oRBREiro随堂练习随堂练习结论：1.r

3、>R区域LRBh如图所示，在磁场中放置一长为L的导体棒，o方向：沿导体棒向右思考：如果导体棒平移到磁场区域外或导体棒部分在磁场区域外呢？随堂练习随堂练习讨论：棒中的感生电动势？提示：构想回路法结果：进一步讨论：随堂练习随堂练习E感oRLE感oRL思考：如果把大块导体放到涡旋电场中，会有何影响？三、涡电流三、涡电流I涡导体【涡电流】大块导体处在时变磁场中时，导体中的电子在感生电场驱动下所产生并在其内部自成闭合回路的感应电流。1、主要物理效应三、涡电流三、涡电流热效应、电磁阻尼效应.三、涡电流三、涡电流2、主要应用金属熔炼、电磁灶、真空技术等(1)

4、工频感应炉真空箱(2)电磁炉三、涡电流三、涡电流2、主要应用(3)加热金属电极抽真空显像管(4)电度表记录电量oo’3、涡电流的危害与防护变压器的铁损：变压器在工作时在铁心中产生的涡电流，使铁芯发热，造成漆包线绝缘性能下降,引发事故。处理方法：铁芯用多片硅钢片叠合而成，使导体横截面减小，涡电流也较小。三、涡电流三、涡电流例1利用感应加热的方法可从真空仪器的金属部件上清除出气体。如图，设线圈可视作长直密绕螺线管，长为l，匝数为N，其中的高频电流为I=I0sin2πft。被加热的电子管阳极半径为r、高为h（h<

5、R,求:(1)阳极中的感应电流极大值;(2)阳极内每秒产生的热量;(3)当频率f增加一倍时闷热量增至几倍。hl随堂练习随堂练习提示：例2.将半径为a的金属圆盘，厚为h，电导率为，同轴放置在轴对称匀强磁场中，求圆盘电流强度及产生的热功率。设B均匀，dB/dt>0。取半径为r,厚度为dr的圆筒,其电动势其上电阻为：h总电流：产生的热功率：随堂练习随堂练习例3如图，放入一边长为l的正方形导体回路oabc。求：1）回路各边的感应电动势；2）回路内有静电场吗？若有,c与a哪点电势高。提示：1）根据对称性：o随堂练习随堂练习2）有静电场！在哪里。ab=

6、bc会使正电荷在c点聚集，而a点有负电荷积累o等效电路或:Uaoc=Ua–Uc=0–IiRi<0随堂练习随堂练习法拉第电磁感应定律:2、导体中有电动势,即有非静电力.可分为两类情况:(1)场不变,导体运动——切割磁力线—动生电动势，1、电磁感应现象以及产生电磁感应的原因：回顾与小结回顾与小结来源于洛仑兹力(非静电力);(2)导体不运动,场变,变化磁场在空间产生非静电场———感生电动势动生电动势与感生电动势具有相对性适用于切割磁力线的导体适用于一切产生感应电动势的回路.3、如何计算感应电动势：4、回路中感应电动势方向的判断：与回路绕行方向相反

7、与回路绕行方向相同L一段导体中动生电动势方向的判断：回顾与小结回顾与小结作业6.12；6.13Classover