§10-2动生电动势 感生电动势.ppt

电场强度 *太原理工大学物理系李孟春编写 *太 原 理 工 大 学 物 理 系 太原理工大学物理系 * §10-2 动生电动势 感生电动势 感应电动势 感生电动势 动生电动势 产生原因、规律不相同 都遵从电磁感应定律 线圈内磁场变化 导线或线圈在磁场中运动 两类实验现象 导体在磁场中运动而产生的感应电动势，称为动生电动势. 一、动生电动势 如果假设磁场B为恒定磁场，导体棒运动速度v。 1.动生电动势的非静电力 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + a b - - - ++ a、b两端出现正负电荷的堆积 导体内的电子受洛仑磁力 电子又受到静电力作用 单位正电荷的洛仑兹力 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + a b - - - ++ 产生动生电动势的非静电力就是洛仑兹力。 用导线把ab两端连接起来，电子在静电力的作用下，沿外电路从负极移动到正极，在回路中形成电流。运动的导体棒相当于一个电源。 由电动势的定义 运动导体上的动生电动势 2）产生动生电动势的条件为： 与 不平行，即导体需要切割磁力线 讨论：1）若 ，此时导体运动不切割磁力线。 均匀磁场 非均匀磁场 动生电动势 分 类 方 法 平动 转动 例1 已知一段直导线长L，在均匀磁场B中以速率v匀速平动，如图所示，求直导线两端的电势差。 均匀磁场 导线平动 解：由动生电动势的定义 a + + + + + + + + + + + + L 电动势的方向与 一致 特例 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 闭合线圈平动 闭合线圈平动 直导线平动 均匀磁场 + + + + + + + + + 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 求：动生电动势。 已知： 作辅助线ab，形成闭合回路。 方向： 解: + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R 闭合回路的感应电动势为零 思考 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。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + P o 解一 例3 一长为 的铜棒在磁感强度为 的均匀磁场中,以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端转动，求铜棒两端 的感应电动势. 均匀磁场 导体转动 方向: O P 解二：以o为圆心op为半径作部分辅助圆周，并与一固定半径OQ形成一闭合回路，某时刻op与固定半径之间的夹角为?，取顺时针方向为此回路绕行正方向。 在op段中应为由o指向p + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + o P Q ? 例4 无限长载流直导体通有电流I，方向向上。导线ab垂直于直导线且两者在同一平面内，a、b距直导线的距离分别为l1和l2，导线ab以速度v在平面内向上运动，求ab两端的电势差。 非均匀磁场 导体平动 方向由b指向a 解一 ab上任一线元 解二：作静止辅助线与ab构成回路，某时刻ab与线框底部之间的距离为vt 回路中电动势为逆时针方向，由b指向a 例5 均匀磁场 垂直纸面向外，面积为S的线框abcd由N匝导线绕制而成且绕图示转轴以?匀速转动，求线框中的感应电动势。 均匀磁场 闭合导体转动 解：磁感应强度 与OO′垂直，线圈法线 与磁感应强度 之间的夹角为?