物理学(马文蔚)8-2.ppt

* 感应电动势 ?i 感应电动势分为两类： 1 动生电动势：磁场保持不变，导体回路或导体在磁场中运动 2 感生电动势：导体回路或导体不动，磁场变化 §8-2 动生电动势和感生电动势 电动势 + - I 闭合电路的总电动势 : 非静电的电场强度. 一.动生电动势 电动势方向规定：自负极经内电路指向正极 非静电力 在导线内部产生静电场 电子受的静电力 平衡时 电荷积累停止，ab两端形成稳定的电势差 洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因! + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 问题: 如右图运动，ab间电动势？ 导线切割磁力线时产生动生电动势! 结论: 1 动生电动势的产生机制 由电动势定义 非静电力 若以 表示非静电场强，则有 2 动生电动势的公式 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 由法拉第电磁感应定律： 方向：逆时针 由动生电动势公式： 取逆时针的绕行回路： 方向：逆时针 金属棒上总电动势： 例1 长为L的铜棒在均匀磁场 中，以角速度 在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端O 匀速转动，求棒中的动生电动势。(用电动势定义) 取线元 ，方向由O点指向A点，其运动速度为 解: 即O点电势高. 因为 ，所以 的方向与 方向相反. 取顺时针为扇形回路正方向 解: O点电势高 由法拉第电磁感应定律： 例1 长为L的铜棒在均匀磁场 中，以角速度 在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端O 匀速转动，求棒中的动生电动势。(用法拉第电磁感应定律) 问题 把铜棒换成铜圆盘， 中心和边缘之间的电动势是多少？ 例2.导线ab以速率 向上运动，求ab中的动生电动势. a端电势高 解: 已知：I、d、L、 L d b a 取线元 ,方向由a到b l 练习:用法拉第电磁感应定律 练习: 有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁 力线运动。已知： 求: 动生电动势。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R 作辅助线，形成闭合回路 方向： 解： 1、 麦克斯韦假设： 变化的磁场在其周围空间会激发涡旋电场， 也称为感生电场。记作 非静电力 感生电动势 感生电场力 二.感生电动势 由法拉第电磁感应定律 2、 感生电动势公式： 对闭合回路： 定义： 说明 2） 感生电场是涡旋场，是非保守力场； 1） 变化的磁场产生电场； 3） 感生电场与空间是否存在导体无关， 只要有 ，则就有 的存在； 与 构成左旋关系。 4） 感生电场电力线 由磁场的对称性可知，在同一圆周上感生电场的大小相等，方向沿切线方向。 静电场 感生电场 共同点： 对电荷有力的作用 对电荷有力的作用 不同点： 由静止电荷产生 由变化的磁场产生 （保守场） （非保守场） 电力线起始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远。 （有源场） 线为无头无尾的闭合曲线。 （涡旋场） 3.感生电场与静电场的比较 动生电动势 感生电动势 特点 磁场不变，闭合电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? m变化 非静电力来源 感生电场力 洛仑兹力 由于 的变化引起回路中? m变化 例1 局限于半径 R 的圆柱形空间内分布有均匀磁场， 磁场的变化率 为一大于零的恒量. 求： 圆柱内、外 . 方向：与 左旋关系. r 例2 有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内， 已知： 求： 解: 方向：由C指向D 取 方向由C到D 用法拉第电磁感应定律求解 所围面积为： 方向： 由C指向D 例2 有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内， 已知： 求： 解： * *