第十三章第2次课 动生电动势与感生电动势.ppt

13.3.3 感生电动势（电场）的计算 一、方法一 应用 计算 这种方法要求先计算出积分路径上各点的 ，再通过积分得到感生电动势 但是在一般情况下，计算 是困难的，所以只有在某些对称情况下（如长螺线管形成的变化磁场区域），才能比较方便计算感生电动势 二、方法二 应用电磁感应定律计算 对于闭合电路，只需知道线圈的 ，就可求出感生电动势 对于非闭合的一段导线ab，可假设一条辅助曲线与ab组成闭合回路，只要知道这个闭合回路的 也可以用法拉第定律求出感生电动势 （1）求螺线管内外的感生电场 例题 半径为R的无限长直螺线管，通以变化的电流，使螺线管内的匀强磁场随时间以恒定速率 增加，方向垂直于屏幕面向里。 对称性分析 螺线管内的磁场垂直于屏幕面向里，分布具有轴对称性 螺线管内、外的有旋电场线都是以螺线管轴线为圆心的，沿逆时针方向的一组同心圆线 在螺线管横截面上，与螺线管轴线相距为r的圆周上，各点的涡旋电场场强大小相等，方向与圆环相切 在螺线管内取一个rR的沿逆时针方向的同心圆周做积分回路 根据涡旋电场场强与变化的磁场的关系 该回路上的感生电动势 选定的闭合路径的绕行正方向为逆时针，该闭合路径围成的曲面的正法线垂直屏幕出来 在螺线管外取一个rR的沿逆时针方向的同心圆周做积分回路 变化的磁场只限于r≤R区域，但它所激发的涡旋电场不限于r≤R区域 (2) 如果将长度为l的导棒ab放在螺线管内，求导棒ab两端的感生电动势 * 13.1 电磁感应定律 第十三章 电磁感应 复习 一、电磁感应的基本现象 二、楞次定律 闭合回路中感应电流的方向总是使得它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 三、法拉第电磁感应定律 四、动生电动势 动生电动势的产生机制 非静电场力是洛仑兹力 动生电动势产生过程中的能量转换 外力做正功输入机械能 安培力做负功吸收能量 感应电流以电能的形式在回路中输出能量 计算动生电动势的一般方法： 对于一段导体，可应用公式 也可设计一个合适的假想回路以便于应用法拉第电磁感应定律公式 对于导体回路，可应用公式 S N I 思考题： 条形磁铁靠近线圈时，线圈中那端电势高？ 三角形线框靠近直导线时，线框中电动势方向如何？ B 概念检测 如题图所示，一根长为l 的金属细杆ab绕竖直轴O1O2以角速度在水平面内旋转，O1O2在离细杆a端l/3处，若已知地球磁场在竖直方向的分量为B，则ab两端间的电势差Uab 大于零 小于零 因为没有电流，所以Uab等于零 O1 ω B l/3 O O2 b a B 概念检测 如图，在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一半径为R的3/4圆弧状导线，导线平面与磁场垂直。当导线以速率v沿直径ab方向垂直于磁场运动时，导线上产生的动生电动势大小为 0 BRv BRv 2BRv 例题 在竖直向上的均匀稳恒磁场中，有两条与水平面成θ角的平行长导轨，相距L，导轨下端与电阻R相连，若一段质量为m的导体棒ab在导轨上保持匀速下滑，在忽略导轨与导体棒的电阻和其间摩擦的情况下，求导体棒ab的感应电动势和感应电流 安培力 导体棒ab上的电流方向： ——安培力的方向水平向右 沿b→a 方向：b→a 安培力在斜面上的分力与重力在斜面的分力相平衡 感应电动势 感应电流 感生电场概念预习 关于感生电场，以下说法正确的是 变化的磁场产生感生电场 变化的电场产生感生电场 电荷产生感生电场 稳恒电流产生感生电场 13.3 感生电动势和感生电场 13.3.1 感生电动势与感生电场 13.3.2 感生电场的性质 13.3.3 感生电动势的计算 感生电动势：线圈（导体回路）不动而磁场变化，由此在回路中激发的感应电动势。 13.3.1 感生电动势与感生电场 引起感生电动势的非静电力是什么力? 不是洛伦兹力! 存在非静电力FK的空间一定存在非静电场 涡旋状的非静电场： 麦克斯韦提出了感生电场（涡旋电场）的概念 变化的磁场在其周围空间激发一种电场，称为感生电场（涡旋电场） 麦克斯韦 (1831-1879) 变化的磁场 感生电场 自由电荷 激发 作用 引起 感生电动势 ——感生电场（涡旋电场）假设 麦克斯韦假设(1861): 揭示了 电磁场的新效应。 感生电场： 感生电场不是静电场，作用在电荷上的力是一种非静电场力。 感生电场在闭合导体回路L中产生感生电动势 感生电场在一段导体ab两端上的感生电动势 法拉第电磁感应定律 当闭合回路不