§2 动生电动势和感生电动势-暂用.ppt

* * 温州大学物理与电子信息工程学院 动生电动势 感生电动势 §2 动生电动势和感生电动势 回顾和补充 主要内容 电源 电动势 定义： 电源电动势：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． 静电场从正极指向负极； 非静电场从负极指向正极； 负极 正极 规定指向： 说明：? ξ 是标量，单位V，遵循代数运算法则。 ? ξ 反映电源转换能量或做功的本领。 温州大学物理与电子信息工程学院 动生电动势 产生动生电动势的条件： ①有磁场 ②有导体 ③导体相对磁场运动 动生电动势的形成机制： —动生电动势表达式 —导体中的非静电场 —导体中电子受到的非静电力 例题2: 无限长直导线中通有电流I=10A,另一长为l=0.2m的金属棒AB以v=2.0m/s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A 端与长直导线距离为0.1m，如图所示．求棒中的动生电动势． 解 电动势的指向 由B→A． 动生电动势 温州大学物理与电子信息工程学院 —动生电动势表达式 —导体中的非静电场 —导体中电子受到的非静电力 产生动生电动势的条件： 动生电动势的形成机制： 磁场 B?t 变化 产生 涡旋电场 变化的磁场都将在其周围空间产生具有闭合电场线的电场 感生电动势 感生电动势 温州大学物理与电子信息工程学院 对闭合导体回路 磁感强度与磁矢势的关系： 涡旋电场强度和磁矢势的关系： 涡旋电场强度和磁感强度的关系： 保持规定：L的指向与S的法向成右手螺旋 感生电场与静电场的比较 ① ─由静止电荷激发 静 旋 ─由变化的磁场激发 ② 静 旋 ③ 静 旋 一般的空间电场为这两种场的叠加 静 旋 感生电动势 温州大学物理与电子信息工程学院 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 = k 0。 求: 1）任意距中心o为r处的E旋=? 2）计算将单位正电荷从a→b，E旋的功。 解： 1)由Ｂ的均匀及轴对称性可知，在同一圆周上Ei的大小相等，方向沿切线方向。 Ei o a b r 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 感生电动势 温州大学物理与电子信息工程学院 S法向？ 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 2）r＞R，磁场外Ei≠0。 3）A1/4ab≠ A3/4ab o a b r 即:Ei作功与路径有关——非保守场 结论： 1） ，与B大小无关？ 感生电动势 温州大学物理与电子信息工程学院 解： 例题4: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 =k 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： 感生电动势 温州大学物理与电子信息工程学院 在横截面为圆的长直螺线管中，磁场以的速率 变化，管外有一任意回路l，l上有任意一点p，如图所示，设感生电场的场强为 ，则以下结论中，正确的是[ ] × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × p l A. p点的 A. p点的 C. p点的 D. p点的 A√ 思考题 由于变化磁场激起感生电场，则在导体内产生感应电流。 交变电流 高频感应加热原理 这些感应电流的流线呈闭合的涡旋状，故称涡电流(涡流) 交变电流 减小电流截面，减少涡流损耗 整块 铁心 彼此绝缘的薄片 ? ? 感生电动势 ★涡流现象： 高频感应炉 在冶金工业中，某些活泼的稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着通有交流电的线圈，利用涡流对金属加热，防止氧化。 抽真空 在制造电子管、显像管或激光管时，在做好后要抽气封口，但管子里金属电极上吸附的气体必须加热到高温才能放出而被抽走,利用涡电流加热的方法，一边加热，一边抽气，然后封口。 抽真空 显像管 感生电动势 电磁炉 加热时炉体本身并不发热，在炉内线圈接通交流电时，在炉体周围产生交变的磁场。当金属容器放在炉上时，在容器上产生涡电流，使容器发热，达到加热食物的目的。 感生电动势