感生电动势涡旋电场.ppt

第十五章 机械波 15 – 8 多普勒效应 * § 12-3 感生电动势 涡旋电场 * 动生电动势： 一 问题的提出 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v 洛伦兹力 提供非静电场力 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ * 动生电动势： 一 问题的提出 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v ＋ ＋ ＋ 洛伦兹力 -- 非静电场力 是 在移动电荷？ 谁 何谓感生电动势？ * 二 Maxwell假设 (1861年) 当空间的磁场发生变化时，在其周围会产生一种电力线闭合的电场，称为涡旋电场，也称感生电场。 如： 空间有一均匀磁场，且随时间逐渐增大 (1) 闭合导体线圈 (2) 一段导线 (3) 不放任何导体 变化的磁场 涡旋电场 感应电动势 感应电场 * 三 涡旋电场和变化磁场之间的关系 1 方向：左手螺旋法则 大拇指指向 变化的方向，四指弯曲方向为 的方向 * × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 三 涡旋电场和变化磁场之间的关系 1 方向：左手螺旋法则 大拇指指向 的方向，四指弯曲方向为 的方向 2 量值： 法拉第电磁感应定律： 电源电动势定义式： * 四 涡旋电场的性质 涡旋电场 无源场 静电场 起源 × ＋ 感应电场线 静电场线 有旋场 变化磁场 起源 静止电荷 非保守力场 有源场 无旋场 保守力场 -- 与静电场相比 对电荷有力的作用 ＋ 具有质量、能量 * 静电场与感生电场 静电场 感生电场 起源 电荷 变化磁场 电力线形状 电场的性质 保守力场 非保守力场 有源场 无源场 闭合曲线 有旋场 非闭合曲线 无旋场 ＋ 对电荷有力的作用 ＋ 具有质量、能量 * 动生电动势 感生电动势 1 起因：导体运动 - 磁通量变化 1 起因：磁场变化 - 磁通量变化 3 方向：标量 2 大小： 3 感应电场方向： 2 大小： 左手螺旋法则 * 将导体放入变化的磁场中时，由于在变化的磁场周围存在着涡旋的感生电场，感生电场作用在导体内的自由电荷上，使电荷运动，形成涡电流。 五 电磁感应的应用 涡电流的应用 抽真空 坩埚 冶金工业 电磁炉 利 弊 涡流损耗 * 令 发电机的原理 * 例1 半径为R的无限长直螺线管，单位长度上绕以n匝线圈，当通入的电流 均匀增加时( )，求：螺线管内外涡旋电场的分布。 自右向左 顺时针为正 × × × × × × × × × × × × R * 求：螺线管内外涡旋电场的分布 × × × × × × × × × × × × 解：螺线管内涡旋电场的分布 ( r R ) 顺时针为正 r 由电磁感应定律知 由楞次定律或左手螺旋关系知 逆时针方向 方向： r R 逆时针方向 * 求：螺线管内外涡旋电场的分布 × × × × × × × × × × × × 解：螺线管外涡旋电场的分布 ( r R ) 顺时针为正 r 由电磁感应定律知 逆时针方向 方向： r R 逆时针方向 * 顺时针为正 × × × × × × × × × × × × r r R 逆时针方向 r R 逆时针方向 螺线管内外的涡旋电场分布： r Ek R O { * 例2 在螺线管内外若有半径为r的圆线圈存在，求线圈中的感应电动势。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? o * 例3 在螺线管截面上放置金属棒oA，则oA棒上产生的感应电动势。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? o * × × × × × × × × × × × × 顺时针为正 解法一： 感生电场 逆时针方向 感应电动势方向: M→N r h N M 例4 若在例1的螺线管横截