3 动生电动势与感生电动势.ppt

非闭合回路，如何构成回路？ 方法一：补成闭合的圆 回路中总的感生电动势为 则半圆形导线abc的感生电动势为 非闭合回路，如何构成回路 方法二：补成闭合的半圆 回路中总的感生电动势为 coa段上各点Ek的方向均与coa垂直，故 因而，半圆形abc的感生电动势为 对于给定的回路，有 所以 均匀磁场与导体回路 法线 的夹角为 磁感应强度 随时间线性 增加 边长 以速度 向右滑动。 求任意 时刻感应电动势 的大小和方向。 与绕行方向相反 解：设任意时刻穿过回路 的磁通量为 感应电动势 动生电动势:由回路所围面积变化或面 积取向变化引起 Φ的变化 感生电动势:由磁感强度变化引起 Ф 的变化 动生电动势和感生电动势 特殊情况下(B 、V 、L 互相 垂直时)动生电动势的计算 电动势大小： 方向: L V 一、动生电动势 2. (1) 电源电动势的定义： 把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极，非静电力所做的功。 称为非静电场强(由静电场力 得来) 洛仑兹力： 3. 动生电动势产生的微观机理 电场力： 当洛仑兹力与电场力达到平衡时： 理论解释与实验结果（法拉第电磁感应定律）一致。 根据电动势定义式： 讨论: 磁通量的增量是导线切割的 磁力线数,只有导体切割磁力线时才有动生电动势. L V 回路中的电动势落在运动导体上,运动导体可视作电源. (3) 一般情况下,洛仑兹力作为非静电场力, 动生电动势的计算为 视为“非静电场强” 即 ii) 由v和B得到电动势元 iii) 运动导体上的动生电动势 在运动导体上找一长度元 dl ,写出 dl 处 B的表达式以及 v 的表达式. 动生电动势的方向沿导线与 一致 或成锐角. 把运动导体视为电源,不管是开路还是闭路都有: 电动势的方向是,经运动导体内部从电势低的地 方指向电势高的地方. 动生电动势的求解过程： 1. 麦克斯韦对电磁感应定律的解释: ) ( , B v e f E e f m e r r r r r ? = = （1）方向关系（轴对称的变化磁场） 感应电场的电力线是一些 同心圆，无头无尾的闭合 曲线 ——涡旋场。 0 dt dB i E r 变化的磁场产生感应电场! 2. 感应电场 与变化磁场 的关系 i E r dt dB 方向：左旋系统（或楞次定律）。 二、感生电动势 （2）数量关系： 感应电场环路定理 注意: 10 首先：闭合回路，感应电流。 其次：一根金属棒，感应电动势。 最后：只要 B 变化，真空 、介质 中都可以。 麦氏理论跨进了一大步。 20 不仅在磁场局限范围内有感应电场，在局 限范围外也有。 30 从已知的磁场变化 dB/dt 求感应电场 Ei 数学上比较困难。 40 感应电场与静电场的对比： 静电场 感应电场 *对场中的电荷有力的作用 *由静止的电荷激发 *使导体产生静电感应 *平衡时内部场强为零，导体 是等位体不能形成持续电流。 导体内产生感应电动势、 感应电流。 相同 由变化的磁场激发 使导体产生电磁感应 *服从 高斯定理 *电力线不闭合、有源场。 电力线闭合、无源场。 *场强环路定理 *保守场 、 可引入电位概念 非保守场、不能引入电位 无旋场 有旋场 例1. 金属杆 长 在匀强磁场 中以角 速度 反时针绕点 转动，求杆中感应电动势 的大小、方向。 解法一： 方向： 解法二：任意时刻通过扇形 截面的磁通量: 根据法拉第电磁感应定律 注意: 20 举一反三： 半径为 L 的金属圆盘以? 转动 以下各种情况中求