华东理工大学物理第12章电磁感应(上).pptVIP

例：已知：半圆型导线，在均匀磁场中以直径为轴转动， 求：图中位置时两端的动生电动势 解(一）：取积分路径 解(二）：法拉第定律 补上直径，构成半圆线圈 线圈转动时，穿过线圈的磁通量在变化 图示位置： 可以用正电荷受力的方法判断 的方向 dl x 0 R 例： I a b l 0 ) ( ) ( ln 2 0 R l R l Iv - + = p m ) cos ( ) cos ( 2 0 0 R l R l d Iv - - = ò q q p m p sin ) cos ( 2 0 0 d vR R l I - = ò q q q p m p =0 I a b l 0 R dx *ab向上运动： 0 ——交变电动势 ※ 线圈在磁场中转动时的感应电动势 N S a b c d l + . d a B θ v ω N S 解: 设 t=0 时, 线圈法向与B同向 则t时刻: 法拉第电磁感应定律 四、感生电场和感生电动势 产生感应电动势的非静电力是什么？ 当回路 1中电流发生变化时，在回路2中出现感应电动势 回路2 电池 BATTERY 0 10 20 30 40 G 回路1 1.实验现象 2、 麦克斯韦假定 变化磁场能在其周围激发电场--感生电场；这种感生电场的电场力推动导体中的电子运动---感生电动势（感生电流） 3、感生电动势的定义 当空间无闭合回路时，没有 但有 麦克斯韦假定比法拉第定律要高级些 解释了感生电动势产生的原因 4、 感生电场与变化磁场的关系 由法拉第电磁感应定律 涡旋电场 5、 感生电场与静电场的区别 感生电场 静电场 源： 变化的磁场 静止电荷 性质： 能维持持续的电流和电动势 不能维持持续的电流 解： 例12-6 如图所示，在半径R的无限长螺线管内部磁感应强度的大小随时间而增长，且 ，求管内外感生电场的分布。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × B R B L r 感 E × × × × × × × × × × × × × × × × B r × × R 感 E L 感生电动势方向 例12-7、在圆柱形的均匀磁场中，若 ,柱内直导线的长度为L，且距圆心垂直距离为h。 求此直导线 ab上的感生电动势。 B × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × L h a b 解：方法一 由电动势的定义求解 E 感 θ d l l θ r 解：方法二 由法拉第定律求解，作假想回路oabo L B × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × h a b o 由楞次定律： 感生电动势方向：逆时针方向 例: R O B r v a b r v a b 其中: a b 0 0 R O B r v a b 另解: 例: v I=kt (k0) a b c d l1 l2 h x dx 带电粒子束 N 线圈 S 铁 芯 接振荡器 环形 真空室 回旋加速器 最终速度 如何使电子维持在恒定的 圆形轨道上加速？ 条件:Br 随电子动量mv 增加 而增加 Fm 电子运行的轨道——环形真空 室中半径为r 的圆形。 E感 电子 - 电子束轨道 当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场,射入的电子被加速。 磁场垂直 向下增大 =恒量 ？ 铁 芯 线圈 电 束 子 环形 真空室 B 磁场 三、电子感应加速器 ? ? 电子感应加速器 磁极 环形真空室 电子束 Em 电子 f=-eEm Fm 电子束轨道 磁场垂直 向下 轨道上的磁感应强度等于轨道 内磁感应强度平均值的一半 Fm Em 电子 - B t 10-3~10-2s 感 生 电 场 方 向 电子被加速 Fm为向心力 电子被减速 Fm Em 电子 - §12-3 自感和互感 一、自感应 1、自感现象——由于回路自身电流 的变化，在回路中产生感应电动势的 现象。该电动势叫自感电动势。 Φ I L 自感系数 单位：亨利（H） 如果回路几何形状、尺寸不变， 周围无铁磁性物质。 实验指出： N Ψ = Φ I L = 则有： 自感现象的应用：镇流器（有益）； 工业线路中的电机，电磁铁（有害） 2、自感电动势： L d = dt I ( ) Ψ = d dt ε L