普通物理PPT课件8.2动生电动势感生电动势.ppt

8.2 动生电动势感生电动势,8.2.1 动生电动势,8.2.2 感生电动势,要在导体中产生恒定电流,必须在导体内维持一稳恒电场,即在导体两端维持一恒定的电势差。但仅靠静电力不能达到目的。,10-5 电源 电动势,补充,能够提供非静电力把正电荷从低电势移到高电势的装置称为电源。,为维持恒定电流，必须有一非静电力 把正电荷从低电势移至高电势。,伏打电池,1801年伏打向拿破伦演示他的电池,电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置,机械能水力,机械能风力,法国的太阳能电站镜面系统,化学能,正电荷 q 沿非静电力方向经过电源内部绕行闭合回路 L 一周，静电力与非静电力作功之和为,由静电场和稳恒电场特性，有,则,电源的电动势：单位正电荷通过电源内部绕闭合路径一周时非静电力所作的功，单位伏特(V)。,由于非静电力仅存在于电源内部，电动势又可定义为：单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电力所作的功。,电动势是标量，规定其方向（指向）为：从负极经电源内部到正极，即电源内部电势升高的方向。,(沿电源内部),历史背景,法拉第的圆盘实验,交流发电机,8.2.1 动生电动势,磁通量,感生电动势：导体回路不动，磁场发生变化，这时所产生的感应电动势,2.动生电动势,电动势：将单位正电荷从负极通过电源内部移到正极的过程中，非静电力所做的功,动生电动势：导体或导体回路在恒定的磁场中运动，这时所产生的感应电动势,动生电动势：由于导体在恒定的磁场中运动而产生的电动势,在均匀恒定的磁场 中，有一矩形,其它边不动,导体回路，以速度 向右滑动，,（3）中有两个夹角 和，,其中,特例：,形象地说“当导体切割磁感应线时产生动生电动势”,洛伦兹力与电荷的运动方向垂直，永远不做功，而这里又说动生电动势是由洛伦兹力做功引起的，两者是否矛盾？,总洛伦兹力为,总洛伦兹力与合成速度 垂直，不对电子做功,两个分量 与 所做功的代数和等于零因此，洛伦兹力的作用并不是提供能量，而是传递能量,法拉第的圆盘实验,实例：法拉第利用一半径为 的铜盘在均匀磁场 中转动，角速度为 求盘上沿半径方向产生的感应电动势,解法见例1,例1 如图所示，长度为 的一根铜棒在均匀磁场 中绕其一端 以角速度 做匀角速转动，且转动平面与磁场方向垂直，求铜棒两端的电势差,解,例2 无限长直导线中通有电流，另一长为 的金属棒 以 的速度平行于长直导线作匀速运动两者同在纸面内，相互垂直，且棒 的端与长直导线距离为，如图所示求棒中的动生电动势,解,电动势的方向 由 指向,8.2.2 感生电动势,感生电场与静电场的共同点就是对电荷有作用力,感生电场（涡旋电场）:变化的磁场在其周围会激发一种电场,不同点：1.静电场存在于静止电荷周围的空间，感生电场则是由变化的磁场所激发，不是由电荷激发；,2.另一方面静电场的电场线是始于正电荷，终于负电荷，而感生电场的电场线是闭合的，它不是保守场产生感生电动势的非静电力是感生电场力,感生电动势,电磁感应定律的普遍形式,例3 半径为 的圆柱形空间分布着均匀磁场，其横截面如图所示当磁感应强度 随时间以恒定速率 变化，试求感生电场的分布,解,当 时,当 时,