(18)动生电动势、感生电动势new.ppt

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1、教材：12.2节（用到9.2.1节中电源电动势的知识点）作业：练习18零、回忆电源电动势知识点一、感生电动势二、动生电动势三、感应电动势的相对性原线圈副线圈铁棒引起磁通量变化的原因1）稳恒磁场中的导体运动,或者回路面积变化、取向变化等动生电动势2）导体不动，磁场变化感生电动势电动势+-I闭合电路的总电动势:非静电的电场强度.引入回忆非静电力动生电动势G?一、动生电动势（motionalemf）动生电动势是由于导体或导体回路在恒定磁场中运动而产生的电动势。产生动生电动势的物理机制到底是什么？思考①导线内每个自由电子受到的洛仑兹力，为它驱使电子沿导线由P向O移动。②由于洛仑兹力的作

2、用使O端出现过剩负电荷，P端出现过剩正电荷。在导线内部产生静电场，方向PO,电子同时受到电场力作用非静电力+++++++++++++++++++++++++++++++++++OP---++1、动生电动势的成因平衡时+++++++++++++++++++++++++++++++++++OP动生电动势的非静电力场来源洛伦兹力---++平衡时，电荷积累停止，OP两端形成稳定的电势差，如同一节电源，在导体回路中建立感生电流。③求动生电动势：由电动势定义上的动生电动势整个导线L上的动生电动势一般情况，导线是曲线,磁场为非均匀场。导线上各长度元上的速度、各不相同讨论均匀磁场非均匀磁场计

3、算动生电动势分类方法平动转动2.习题：动生电动势的计算产生动生电动势的条件：①有磁场②有导体③导体相对观察者（磁场）运动注意例、已知求:+++++++++++++L①均匀磁场、平动、直导体解：特例++++++++++++++++++++++++++++++讨论解：方法一方向：+++++++++++++++++++R+有效段！②均匀磁场、平动、弯曲导体例、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b点电势较高战机以超音速在地磁场中飞行，两翼间有电势差。方法二+++++++++++++++++++R+作辅助线，形成闭合回路即则方向：均匀磁场、闭合线圈、平动（

4、面与B的夹角不变）总结均匀磁场、平动、弯曲导体等效于导体两端点连成的直导线切割磁力线产生的动生电动势。例、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③均匀磁场、转动、直导体解：取微元负号说明电动势方向与反向方向即O点电势较高例、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、取微元方向④非均匀磁场、直导体方法二、abI作辅助线，形成闭合回路CDEF方向下面做法对吗？abI思考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二、感生电动势R

5、12εG思考2、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，称为涡旋电场或感生电场。记作或非静电力感生电动势感生电场力由法拉第电磁感应定律由电动势的定义不是保守场，是非静性电场，产生感生电动势。产生感生电动势的非静电场感生电场等号仅在感生电动势情况成立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是曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率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。不是积分回路线元上的磁感应强度的变化率讨论与构成左旋关系。3）讨论4）感生电场电力线线是一组“无头无尾”的闭合曲线。注意具有某

6、种对称性才有可能计算出来在没有磁场的空间也可能有感生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、对电荷有作用力保守力场非保守力场一般的空间电场为这两种场的叠加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由于S的变化引起回路中m变化非静电力来源感生电场力洛仑兹力由于的变化引起回路中m变化【习题】感生电场的计算具有某种对称性才有可能计算出来

7、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。负号说明真实方向：逆时针方向S面法向取X方向，则根据右手法则，L的绕向取顺时针。在圆柱体外，由于B=0上于是虽然上每点为0，在但在上则并非如此。由图可知，这个圆面积包括柱体内部分的面积，而柱体内上故方向：逆时针方向有变化磁场的区域面积讨论负号表示与反号与L积分方向切向同向与L积分方向切向相反例2有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内，已知：方向如图.求：解：方法一、感生电场积分法，利用例1的结论方向：逆时针方