大学物理 动生、感生电动势ppt课件.ppt

同学们好！,第11章 电磁感应与电磁理论,结构框图,法拉第电磁感应定律,动生、感生电动势,磁场能量,麦克斯韦的电磁理论,电动势的概念,自感、互感现象,法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学家和化学家.他创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的.他是电磁理论的创始人之一，于1831年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的旋转.,11.1 电源电动势,作用机理：,反抗 做功， 将其他形式能转变为电能,能量转换,做功如何 ？,非静电场强：,非静电力搬运单位正电荷绕闭合回路一周做功：,非静电力为非保守力,：可量度电源将其他形式能 转变为电能的能力大小,定义：电源电动势,若 只在内电路存在：,练习： 1.,试比较电源路端电压和电源电动势这两个概念,练习： 2.,单位正电荷从电源正极出发，沿闭合回路一周，又回到电源正极时，下列哪种说法正确？ 1) 静电力所做总功为零； 2) 非静电力所做总功为零； 3) 静电力和非静电力做功代数和为零； 4) 在电源内只有非静电力做功， 在外电路只有静电力做功。,一 电磁感应现象,11.2 电磁感应,二. 法拉第电磁感应定律,1820年：奥斯特实验： 电 磁,1821 -1831年：法拉第实验： 磁 电,对称性,内容：闭合回路中感应电动势的大小与通过回路的 磁通量的变化率成正比：,: 通过线圈的磁通链数（全磁通）,讨论：,(1) 式中负号含义, 楞次定律的本质是什么？,(2) 引起 变化的原因有哪些？与参考系选择有关吗？,(1) 式中负号含义, 楞次定律的本质是什么？,如右所示，用楞次定律分析可知，无论磁棒插入还是拔出线圈的过程中，都要克服磁阻力而作功，正是这部分机械功转化成感应电流所释放的焦耳热，所以小灯泡亮了。,(2) 引起 变化的原因有哪些？与参考系选择有关吗？,引起 变化的原因：,不同惯性系中的变换很难概括为一个简单公式，分两种情况处理。,二. 动生电动势,1. 磁场不变，导体运动引起穿过回路的磁通量变化 所产生的感应电动势叫动生电动势。,平衡时, 电源， 反抗 做功，将 由负极 正极， 维持 的非静电力 洛仑兹力,产生 的非静电力,非静电场强,由电动势定义：,或：,注: 动生电动势只存在于运动导体内。,3. 能量关系,充当非静电力的只是载流子所受总磁场力的一个分力,4. 计算（两种方法）,(1) 由电动势定义求,例1：长 的铜棒 ，绕其固定端 在均匀磁场 中 以 逆时针转动 ，铜棒与 垂直 ，求,与 同向,解二：,构成扇形闭合回路,由楞次定律:,例2. 如图所示，一矩形导线框在无限长载流导线I 的场中向右运动，求其动生电动势。,方向,解二：,三. 感生电动势,1. 导体回路不动，由于磁场变化产生的感应电动 势叫感生电动势。,2. 产生感生电动势的非静电力？,不是洛仑兹力,假设： 存在一种不同于静电场的新类型的电场 （感生电场、涡旋电场）。它来源于磁场的 变化，并提供产生感生电动势的非静电力。,(2) 会是什么力？,电荷受力,不是洛仑兹力，不是静电力，只可能是一种新型的电场力,电荷受力,非静电力：涡旋电场力(感生电场力),电荷受力：,非静电力：非静电场强：,由电动势定义：,由法拉第定律：,得：,感生电场是非保守场。,又：感生电场线闭合成环,感生电场是无源场。,3. 两种电场比较,作为产生 的非静电力，可以引起导体中电荷堆积，从而建立起静电场 .,由于 作用在导体 中建立起静电场。,5. 感生电动势的计算,两种方法：,例1：,取三角形回路,取三角形回路,讨论 同时存在的情况 .,例2：,设导线不动,例题3：,小结：,