大学物理 动生电动势与感生电动势ppt课件.ppt

1,引起磁通量变化的原因,8.2 动生电动势与感生电动势,法拉第电磁感应定律,2,一、动生电动势,1、非静电力：洛伦兹力,平衡时,非静电场,方向：O P,3,方向?,2、动生电动势的计算,由电动势的定义，有,1）在上述情况下,说明：,2）一般情况下，计算动生电动势：,步骤：a任取一元段,b确定 的方向,c求,d积分求,4,解:,例1 一长为L的铜棒在磁感强度为 的均匀磁场中,以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端转动。 求: 铜棒两端的感应电动势。,5,解: 建立如图的坐标系, 取积分元 dx , 由安培环路定理知在dx 处的磁感应强度为,因为,例2 金属杆以速度 v 平行于长直导线移动。求: 杆中的感应电动势多大? 哪端电势高？,6,dx 处的动生电动势,金属杆的电动势,负号表明左端电势高。,7,二、感生电动势 有旋电场,1. 非静电力-感生电场,变化的磁场在其周围空间激发出一种新的涡旋状电场, 不管其周围空间有无导体, 不管周围空间有否介质还是真空; 称其为涡旋电场或感生电场。,涡旋电场是一种客观存在的物质, 它对电荷有作用力。若有导体回路存在，则感生电场力驱动电荷运动在回路中将产生感应电动势。,8,涡旋电场（感生电场）的性质,(1)只要有变化的磁场, 就有涡旋电场。涡旋电场不是由电荷激发,由变化磁场激发。,(2) 电场线是环绕磁感应线的闭合曲线。,因此环流不为零, 即,(3) 的通量 与 类似, 涡旋电场是无源场。,9,判定 的方向,注意是 与 ,而不是与 组成左螺旋。,10,2. Ei 的环流与感生电动势,由法拉第电磁感应定律又有,因为回路不动, 又 , 所以,由电动势的定义，有,11,可见, 只要 ,感生电场的电场线是闭合的, 感生电场也称为涡旋电场, 是有旋场, 是非保守场。,即，感生电场的环流就不为零。,感生电场的环流,3感生电场和静电场的比较：,应用：涡电流（涡流）,大块的金属在磁场中运动，或处在变化的磁场中，金属内部也要产生感应电流，这种电流在金属内部自成闭合回路，称为涡电流或涡流。,涡电流的热效应,利用涡电流进行加热,利,1、冶炼难熔金属及特种合金2、家用 如：电磁灶3、电磁阻尼，电磁制动,弊,热效应过强、温度过高，易破坏绝缘，损耗电能，还可能造成事故,减少涡流：,1、选择高阻值材料2、多片铁芯组合,涡电流的机械效应,依据楞次定理,15,运用法拉第电磁感应定律, 即,先求线圈所在处的磁通量,再求磁通量的变化率。,感生电动势计算方法 1,运用i的环流定理, 即,感生电动势计算方法 2,16,例1一个半径为R 的长直载流螺线管，内部磁场强度为 , 现已知 为大于零的恒量。,求管内外的感生电场。,解,分析电场线是一系列以O 为圆心的圆。,17,外部 ( r R ),内部 ( r R ),