物理11 1 .ppt

物理Ch13 11-2 感应电动势 3、感生电场的应用 涡流的危害 例题：均匀磁场B被限制在半径为R的长圆柱形空间内，按dB/d t 匀速率增加，现垂直于磁场放置长 l 的金属棒，求金属棒中感生电动势，并指出哪端电势高。 解：方法一 方法二 作辅助线aob × × × × × × × × × × × × R × × × × × × × × × × × × R 1、洛仑兹力提供向心力； 在T/4末将电子从加速器中引出。 电子感应加速器 S N 交变磁场 环形真空室 t B 涡旋电场方向 2、感生电场使电子加速。 100兆电子伏特的电子感应加速器使电子加速到0.999986c。 * * * * * * * 第十一章 变化的磁场 和变化的电场 教学基本要求 第十一章 一、掌握并能熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向。 二、理解动生电动势和感生电动势的本质，了解感生电场的概念。 三、了解自感和互感的现象，会计算几何形状简单的导体的自感和互感。 四、了解磁场具有能量和磁能密度的概 念， 会计算均匀磁场和对称磁场的能量。 11-1 电 磁 感 应 一、电磁感应现象 总之，当穿过一个闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路中就产生电流，这种现象叫电磁感应现象，所产生的电流叫感应电流。 电磁感应产生的电动势叫感应电动势。 电源就是把其它形式的能量转换为电能的装置。 电动势 非静电力 电源 正极 负极 静电力作功 非静电力作功 —– 单位正电荷经电源内部从负极移到正极的过程中，非静电力所作的功。 二、电动势 电场力的功： 用Ek表示非静电电场强度，则非静电力的功为： 电动势： （2）电动势是一个标量，通常把电源内部电势升高的方向，即从负极经电源内部到正极的方向规定为电动势的方向 + – 注意： (1) 反映电源作功能力，与外电路无关。 (3) 如果一个闭合电路上处处都有非静电力存在 三、电磁感应定律 —— 法拉第电磁感应定律 式中负号表示感应电动势方向与磁通量变化的关系。 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。 感应电动势方向的确定： ①先任意规定回路L的绕行正方向； ②判断穿过回路的磁通量的正负； ③确定dΦ/dt的正负及?i的符号； 若?i 0， ?i与L的绕向相同； 若?i 0， ?i与L的绕向相反。 四、楞次定律：闭合回路中感应电流的磁场总是要反抗引起感应电流的磁通量的变化。 设回路中电阻为R，则 设在t1和 t2 时刻，通过回路的磁通量分别为Φ1和Φ2，则在t1? t2时间内，通过回路任一截面的感应电量为： q只与磁通量的改变量有关，而与磁通量改变快慢无关。 注 意 2. 若线圈由N 匝组成 磁链 ? 例题 设有长方形回路放置在稳恒磁场中，AB边可以左右滑动，如图磁场方向与回路平面垂直，设导体以速度 v 向右运动，求回路上感应电动势的大小及方向。 解：取ADCB为回路绕向，设AB = l，AD = x，则通过回路的磁通量为 负号表示感应电动势的方向沿ABCD方向。 A B C D × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 例题 如图所示，一长直导线通有电流I，在与它相距d 处有一矩形线圈ABCD，此线圈以速度v 沿垂直长直导线方向向右运动，求这时线圈中的感应电动势。 v 解： （方向为顺时针） 导体在磁场中运动而产生的 一、动生电动势 动生电动势是由洛仑兹力产生的。 方向指向A，电子向A端运动，形成ABCD方向的电流。 感应电动势 动生电动势 感生电动势 导体固定，磁场变化而产生的 A B C D × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × f Ii 非静电力为洛仑兹力 动生电动势为： 讨论： × × × × × × × × × (2) 只有一段导体在磁场中运动,没有闭合回路 A B × × × × × × × × × × × × × × × × v -- ++ 开始时, fm fe 电子继续向下移动，直至 fm = fe ，电子不再移动。 此时AB是一开路电源，A端是负极，B端是正极。 1、动生电动势只存在于运动的导体上，不运动的导体没有动生电动势。 结论： 2、电动势的产生并不要求导体必须构成回路，构成