一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动.ppt

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1、第九章电磁感应§9-1电磁感应定律§9-2动生电动势感生电动势§9-3电子感应加速器涡电流§9-4自感与互感§9-5磁场能量磁悬浮列车首页上页下页退出1前面所讨论的都是不随时间变化的稳恒场我们现将研究随时间变化的磁场，电场，以进一步揭示电与磁的联系。2§9-1电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1、电磁感应现象：回路某一部分相对磁场运动或回路发生形变使回路中磁通量变化而产生电流回路静止而磁场变化使回路中磁通量变化而产生电流两种情况：32、法拉第电磁感应定律(１）感应电动势的概念①从全电路欧姆定律出发——电路中有电流就必定有电动势，故感应

2、电流应源于感应电动势。②从电磁感应本身来说：电磁感应直接激励的是感应电动势。如何定量计算感应电动势的大小？4不论何种原因使通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势的大小与磁通量对时间的变化率成正比。即(２）法拉第电磁感应定律③若为N匝线圈，则式中=N称作磁通匝链数，简称磁链。①在SI制中K=1②式中的负号是楞次定律的数学表示(请记住)5(3）磁通计那么t1～t2时间内通过导线上任一截面的感应电量大小为式1,2中是t1,t2时刻回路中的磁通。＊：如果能测出导线中的感应电量，且回路中的电阻为已知时，那么由上面公式，即

3、可算出回路所围面积内的磁通的变化量——磁通计就是根据这个原理设计的。如果闭合回路为纯电阻R时，则回路中的感应电流为上式说明，在一段时间内，通过导线截面的电量与这段时间内导线所围磁通的增量成正比。6二、楞次定律*：注意其“补偿”的是磁通的变化，而不是磁通本身。１、定律内容：闭合回路中产生的感应电流的方向，总是使得这感应电流在回路中所产生的磁通去补偿（或反抗）引起感应电流的磁通的变化。72、感应电流方向的判断3、楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。确定外磁场方向→分析磁通量的增减△m→运用“反抗磁通量的变化”判断感应电流磁

4、场的方向→运用右手缧旋法则确定感应电流方向（即感应电动势方向）。NSNS8§9-2动生电动势感生电动势感应电动势的非静电力实质？研究表明对应于磁通变化的两种方式，其产生电动势的非静电力的实质是不同的。一是磁场不变,回路的一部分相对磁场运动或回路面积发生变化致使回路中磁通量变化而产生的感应电动势，谓之动生电动势。另一种情况是回路面积不变,因磁场变化使回路中磁通量变化而产生的感应电动势,谓之感生电动势。9一、动生电动势1、动生电动势的经典电子理论解释图中导线ab以v向右切割磁力线，导体中自由电子也以v速向右运动。则由知电子将向下堆积，而

5、a端将因缺少电子而带正电，vabfm＋＋10当fe与fm平衡时,即有eE=evB,于是ab两端形成稳定的电势差电子又将受到一个电场力向上，于是在导体内就形成一个由ab的附加电场E/，kvab＋＋fmE/ƒe如果把这段导体看成电源，那么电源中的非静电力就是洛仑兹力，其电动势的大小，即为11由电源电动势的定义在任意的稳恒磁场中，一个任意形状的导线线圈L(闭合的或或不闭合的)在运动或发生形变时，各个线元的速度v的大小和方向都可能是不同的。这时，在整个线圈L中所产生的动生电动势为2、动生电动势计算式的一般表示式式中是单位正电荷在磁场力作用

6、下的位移。(请记住)12产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力，说明洛仑兹力在输运电荷的过程中作了功，可在§9-4中已交待因洛仑兹力总是垂直于电荷的运动速度而不做功，这是一对矛盾。在运动导体中载流子具有随导体本身的运动速度v，而受洛仑兹力fmv=qvB载流子相对于导体的定向运动速度u，所受洛仑兹力fmu=quB总洛仑兹力Ｆ＝qvB＋quB３、产生动生电动势过程中的能量转换13载流子的合速度总的洛仑兹力的功率为利用混合积公式14可知所以总的洛仑兹力的功率为零，即总的洛仑兹力仍然不做功。但为维持导体

7、棒以速度v作匀速运动，必须施加外力以克服洛仑兹力的一个分力fmu=qu×B。由前述可知即外力克服洛仑兹力的一个分力fmu=qu×B所做的功率fmu·v刚好等于通过洛仑兹力的另一个分力fmv对电子的定向运动所做的正功的功率fmv·u。15即，总的洛仑兹力不对电子作功，而只是传递能量。在这里，洛仑兹力起到了能量转化的传递作用。16则oa棒所产生的总动生电动势为解：在oa棒上离o点l处取微元dl动生电动势的方向：由v×B知，其方向由a指向o。例9－1长为L的金属棒oa在与B的均匀磁场中以匀角速绕o点转动，求棒中的动生电动势的大小和方向。

8、v与B垂直，且17ab上的感应电动势由vB可判断,其方向从b到a，即a点电势高。例9－2一金属棒ab与长直电流I且共面，其相对关系如图所示，ab以匀速v平行于长直导线向上运动，求金属棒中的动生电动的大小和方向。解:在