第十二章电磁感应122动生电动势.pptVIP

第十五章 机械波 15 – 8 多普勒效应 醉雪—风随心动 醉雪—风随心动 12.2 动生电动势 主讲：孙敏 南京理工大学理学院 （Motional Electromotive Force） 引言1 电源电动势 + + + + + A B + + + + + - - - - - + 非静电力 （电源内） 引言2 法拉第电磁感应定律 不论何种原因，当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比： 负号：感应电动势的方向 引起磁通量变化的原因 (2)导体不动，磁场变化。 动生电动势 (1)稳恒磁场中的导体运动、回路面积变化、或取向变化等。 感生电动势 感应电动势 一 典型示例 穿过回路abcd的磁通量 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × b a d c x 法拉第电磁感应定律知： 由楞次定律知： B感与原磁场反向 顺时针方向为正方向，取+ 其中负号表示感应电动势为逆时针方向。 -- 动生电动势 电动势 非静电力 ？ 动生 l 思考：导体框整体向右或平行磁场移动，回路中会有电流吗？ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 二 动生电动势的实质 实质：导体运动使电荷受到洛仑兹力的作用是产生动生电动势的根本原因，洛仑兹力提供非静电力。 思考：无导线框时， Vab会持续增加吗？ - 非静电力 d c a b ＋ ＋ ＋ 平衡时： 电子受的电场力： 自由电子受到的洛仑兹力为: 此时电荷积累停止，ab两端形成稳定的电势差。 三 动生电动势的计算 线元的电动势： 整个导线的电动势： 非静电力 非静电场强 × × × × × × × × × × × × × × × × b a × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × b a d c x 1 电能从何转化而来 四 能量转换关系 1 电能从何转化而来？ 2 洛仑兹力做功？ 电能是由外力做功转化而来。 × × × × × × × × × × × × × × × × 2 洛仑兹力不做功 若可以证明： ？ I 成立！ 洛仑兹力不做功， 那么洛仑兹力的作用是什么？ 方向与 相反 -- 阻碍导体运动 -- 做负功 方向与 相同 -- 驱动电子运动 -- 做正功 结论：外力F外克服洛仑兹力的一个分量Fu所做的功， 通过另一个分量Fv驱动电荷运动做功转化为电能量。 × × × × × × × × × × × × × × × × I 3 洛仑兹力的作用 -- 桥梁作用 风力发电机 水力发电--三峡大坝外景 实际应用 外力做功转化为电能。 动生电动势： 1 起因：导体运动 3 方向： 电势是标量 2 大小： 洛仑兹力扮演非静电力 Ek非静电场强 法拉第电磁感应定律： 思考： 如果以OA为半径做一圆盘，仍以角速度为ω旋转，OA之间还有电动势存在吗？ 解： 例1 如图在均匀磁场B中，长为L的铜棒绕其一端转动，角速度为ω，求：铜棒两端的感应电动势。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×