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动生电动势和感生电动势. 复习与练习. 动生电动势. 感生电动势. 知识点小结. 温州大学物理与电子信息学院. 当 ， 时. 当 ， 时. 一 . 复习与练习. 1. 知识点回顾. 法拉第电磁感应定律 :. 楞次定律 :. 温州大学物理与电子信息学院. 复习与练习. 2. 例题分析. 在无限长直载流导线旁有相同大小的四个矩形线圈， 分别作如图所示的运动，判断感应电流的方向。. 温州大学物理与电子信息学院. I. 磁通量. l.

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Presentation Transcript

  1. 动生电动势和感生电动势 • 复习与练习 • 动生电动势 • 感生电动势 • 知识点小结 温州大学物理与电子信息学院

  2. 当 ， 时 当 ， 时 一. 复习与练习 1. 知识点回顾 法拉第电磁感应定律: 楞次定律: 温州大学物理与电子信息学院

  3. 复习与练习 2. 例题分析 在无限长直载流导线旁有相同大小的四个矩形线圈， 分别作如图所示的运动，判断感应电流的方向。 温州大学物理与电子信息学院

  4. I 磁通量 l 复习与练习 思考: 该题求解感应电动势有几种方法？ 1.切割磁感线产生的电动势？ 2.哪些边作切割运动？总电动 势如何计算? 动生电动势：导体或导体回路在恒定的磁场中运动，这时所产生的感应电动势． 感生电动势：导体回路不动，磁场发生变化，这时所产生的感应电动势． 温州大学物理与电子信息学院

  5. 二. 动生电动势 1. 现象 法拉第圆盘实验 温州大学物理与电子信息学院

  6. 动生电动势 2. 电动势定义 电动势：将单位正电荷从负极通过电源内部移到正极的过程中，非静电力所做功． 问题1：如图所示，导体中电子受到的非静电力？ 温州大学物理与电子信息学院

  7. 动生电动势 2. 动生电动势表达式 问题2：不是说洛仑兹力不作功的吗？如何理解？ 温州大学物理与电子信息学院

  8. 总洛伦兹力为 总洛伦兹力与合成速度 垂直， 不对电子做功． 另一个分量 做负功. 两个分量 与 所做功的代数和等于零．因此，洛伦兹力的作用并不是提供能量，而是传递能量． 的一个分量 做正功. 动生电动势 温州大学物理与电子信息学院

  9. 注意 1. 是标量， 时， 的方向由 到 ， 时， 的方向由 到 ； 2. 是导体线元 的速度， 是 所在处的磁感应强度; 3. 中有两个夹角 和 ， 其中 动生电动势 温州大学物理与电子信息学院

  10. 动生电动势 温州大学物理与电子信息学院

  11. 解 动生电动势 例题1:如图所示，长度为 的一根铜棒在均匀磁场 中绕其一端 以角速度 做匀角速转动,且转动平面与磁场方向垂直，求铜棒两端的电势差． 温州大学物理与电子信息学院

  12. 解 动生电动势 例题2:无限长直导线中通有电流I=10A,另一长为 的金属棒 以 的速度平行于长直导线作匀速运动．两者同在纸面内，相互垂直，且棒 的 端与长直导线距离为 ，如图所示．求棒中的动生电动势． 电动势的方向 由B指向A． 温州大学物理与电子信息学院

  13. 引入 产生 1 2 G 三. 感生电动势 1. 产生感生电动势的机制——感应电场Ei 两个静止的线圈： 线圈1中，I变化时， Ii 线圈2中出现感应电流 Ii 什么力驱动线圈2中电荷运动？ 不是洛仑兹力！ 是不是静电场E？ E为保守力场。 静电场E不能为闭合回路运动的电荷提供能量！ 感应电场的概念 麦克斯韦 非保守场 磁场 Bt 变化的同时 电场 温州大学物理与电子信息学院

  14. 感应电场 的特点： 2） 不依赖空间是否有导体存在， 1） 与 一样，对场中的电荷有电场力的作用。 只要有 ，则就有Ei的存在。 3） 是非保守力场， 感生电动势 此电场的电力线是闭合的，称为 涡旋电场—感应电场Ei。 温州大学物理与电子信息学院 12

  15. 感生电动势 2. 感生电动势 定义： 问题3：磁矢势是如何定义的？ 因此，得到: 同时: 得: 温州大学物理与电子信息学院

  16. b r a o Ei 感生电动势 例题3:求一个轴对称磁场变化时的涡旋电场。已知磁场均匀分布在半径为R的范围，且dB/dt=常量，而且大于零。 求：1）任意距中心o为r处的Ei=? 2）计算将单位正电荷从a→b，Ei的功。 解： 1)由Ｂ的均匀及柱对称性可知，在同一圆周上Ei的大小相等，方向沿切线方向。 取半径为r的电场线为积分路径， 方向沿逆时针方向: 当r＜R时： 当r＞R时： r 温州大学物理与电子信息学院

  17. b r a o 1），与B大小无关？ 感生电动势 2）沿1/4圆周将单位正电荷从a→b，Ei作功 沿3/4圆周Ei作功 结论： 2）r＞R，磁场外Ei≠0。 3）A1/4ab≠ A3/4ab 即:Ei作功与路径有关——非保守场 温州大学物理与电子信息学院

  18. o 感生电动势 例题4:在例3中,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） i总； 3）回路内有静电场吗？c与a电势谁高。 解： 1） 同理： 2） i总= ab+ bc 问题4:有其他方法求解吗？ 温州大学物理与电子信息学院

  19. 等效电路 o 感生电动势 3）有静电场！在哪里。 ab= bc会使 正电荷在c点， 聚集而a点有 负电荷积累 Uac=Ua –Uc= i – IiRi 温州大学物理与电子信息学院

  20. h 感生电动势 例题5: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。 解： 取半径为r,厚度为dr的圆筒,其电动势 其上电阻为： 总电流： 产生的热功率： 温州大学物理与电子信息学院

  21. 思考： 为什么在交变磁场时，每一个变化周期里，只有1/4周期是在给电子加速？ 感生电动势 结论： 1）涡流消耗电功率，降低设备能量利用效率. 2）利用涡流产生的热量加热和熔化金属. 3）物理中应用——电子感应加速器。 原理：用变化的磁场所激发的感应电场来加速电子。 管中的电子受力： （切向加速） （向心力） 加速器的成功证实了感应电场的客观存在。 温州大学物理与电子信息学院

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