2、感生电动势.ppt

课前复习 1、法拉第电磁感应定律 四、涡电流（涡流） * 大连民族学院公共物理教学部 * 大连民族学院大学物理实验教学中心 2、楞次定律 判断感生电流的方向 3、动生电动势 ※ 9-2-2 感生电动势和感生电场 一、变化的磁场产生感生电动势 二、感生电动势与涡旋电场的关系 三、涡旋电场的性质 四、涡电流（涡流） 五、感生电动势及感生电场的计算 9.2.2感生电动势和感生电场( induced electric field ) ? 感生电动势 ( induced emf ) P327 —— 导体或导体回路不动，磁场随时间变化，在导体或导体回路中产生感应电动势 —— 回路中产生感应电流 一、变化的磁场产生感生电动势 当回路 1中电流发生 变化时，在回路 2中 出现感应电动势。 G 1 2 R ε m Φ 电磁感应 非静电力 非静电力 感生电动势 洛仑兹力 动生电动势 ？ 关于电荷所受的力 麦克斯韦假设： 变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场， 称为涡旋电场或感生电场。记作 或 电荷 其他电荷激发的电场 运动电荷 磁场 变化的磁场中的电荷受到的力 既非洛仑兹力也非库仑力 库仑力 洛仑兹力 ？ 有两种起因不同的电场： 一般空间中既可存在电荷又可存在变化的磁场。 所以空间中既存在库仑电场又存在感生电场。 库仑电场（静电电场）：由电荷按库仑定律 激发的电场 感生电场（涡旋电场） ：由变化磁场激发的电场 非静电力 感生电动势 感生电场力 二、感生电动势与涡旋电场的关系 由法拉第电磁感应定律： 由电动势的定义： 1. 此式反映变化磁场和感生电场的相互关系， 即感生电场是由变化的磁场产生的。 3. S 是以 L 为边界的任一曲面。 讨论: 2. 这是电磁场基本方程之一。 的法线方向应选得与左边 的曲线 L的积分方向成右手螺旋关系 4. 某一段细导线内的感生电动势 动生电动势 感生电动势 特点 磁场不变，闭合回路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化 闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化 原因 由于S的变化引起回路中?变化 由于B的变化引起回路中?变化 非静电力就是洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势 变化磁场在它周围空间激发涡旋电场，非静电力就是感生电场力，由感生电场力对电荷作功而产生电动势 结论 的来源 非静电力 三、感生电场的性质及与静电场的比较 有旋场，不可以引入电位概念。 的环流 是无旋场，可以引入电位概念。 的环路定理 类比磁感应强度的高斯定理 线是连续曲线，它在场中没有起点和终点。 涡旋电场是有旋无源场。 是发散场， 线是“有头有尾”的， 起于正电荷而终于负电荷 麦克斯韦假设 的通量 高斯定理 总结 是涡旋场 不能引入电位概念 感生电场（涡旋电场） 由静止电荷产生 由变化磁场产生 是发散场， 线是“有头有尾”的， 是无散场， 是一组闭合曲线 静电场（库仑场） 是无旋场可以引入电位概念 起于正电荷而终于负电荷 线是“无头无尾”的 静电场和涡旋电场的共同点：均对电荷有作用力。 总电场： 是发散场 是涡旋场 1. 涡电流的概念 大块的金属在磁场中运动，或处在变化的磁场中，金属内部也要产生感应电流，这种电流在金属内部自成闭合回路，称为涡电流或涡流。 铁芯 交 流 电 源 涡流线 铁 芯中的 涡电流 ２．涡电流的热效应 　　利用涡电流进行加热的方法叫做感应加热。 3、电磁阻尼 利 2、家用 电磁炉 工频炉 中频炉 高频炉 及特种合金 1、冶炼难熔金属 高频 ~ 电磁炉 减少涡流的途径 1、选择高阻值材料 （电机变压器的铁芯 材料是硅钢而非铁） 2、多片铁芯组合 弊 增加能耗 热效应过强--温度过高-- --易破坏绝缘--造成事故 应减少涡流 如变压器铁芯。 五、感生电场的计算 例1：局限于半径 R 的圆柱形空间内分布有均匀磁场， 方向如图。磁场的变化率 求： 圆柱内、外的 分布。 方向：逆时针方向 在圆柱体外，由于B=0 上 于是 虽然 上每点为0， 在 但在 上则并非如此。 由图可知，这个圆面积包括柱体内部分的面积，而柱体内 上 故 方向：逆时针方向 E 感 r R O 无限长圆柱体内外 与 r 的关系类似于 均匀带电球体内外 与 r 的关系。 例2 测铁磁质中的磁感应强度。 在铁磁试样作的环上绕上两组线圈.一组线圈匝数为N1,与电池相连.另一组线圈匝数为N2,与一