《动生电动势与感生电动势ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动生电动势与感生电动势ppt课件（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第16章 电磁感应及电磁场,16.2动生电动势与感生电动势,即将介绍的16.2 的内容是： 从场的角度来揭示电磁感应现象本质 研究的问题是： 动生电动势对应的非静电场是什么？ 感生电动势对应的非静电场是什么？,电动势,闭合电路的总电动势,: 非静电的电场强度.,一、动生电动势,设杆长为,平衡时,设电源电动势的方向是上式的积分方向,0,正号说明：电动势方向 与所设方向一致,1) 式,仅适用于切割磁力线的导体,适用于一切回路,2) 式,3) 上式可写成,而积分元是,中的电动势的计算（与材料无关）,解,例1 一长为 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，
2、求铜棒两端的感应电动势.,（点 P 的电势高于点 O 的电势）,例2 一导线矩形框的平面与磁感强度为 的均匀磁场相垂直.在此矩形框上,有一质量为 长为 的可移动的细导体棒 ; 矩形框还接有一个电阻 ,其值较之导线的电阻值要大得很多.若开始时,细导体棒以速度 沿如图所示的矩形框运动,试求棒的速率随时间变化的函数关系.,方向沿 轴反向,棒的运动方程为,则,计算得棒的速率随时间变化的函数关系为,例 3 圆盘发电机 一半径为 、厚 度 的铜圆盘,以角速率 , 绕通过盘心 垂直的金属轴 转动 , 轴的半径为 , 且 圆盘放在磁感强度 的均匀 磁场中, 的方向亦与盘面垂直. 有两个集电刷分别与 圆盘的边缘
3、和转轴相连.试计算它们之间的电势差,并指 出何处的电势较高.,则,（方法一）,圆盘边缘的电势高于中心转轴的电势.,已知,求,（方法二）,则,设 时点 与点 重合即,则 时刻,方向与回路 绕向相反,即盘缘的电势高于中心.,例4 在空间均匀的磁场,设,导线ab绕z轴以 匀速旋转,导线ab与z轴夹角为,求：导线ab中的电动势,解：建坐标如图,在坐标l 处取dl,中,该段导线运动速度垂直纸面向内 运动半径为r,0,正号说明 电动势方向与积分方向相同 从 a 指向b,加辅助导线cb,在闭合线圈abc中,磁通量没有变化,故,即,二 感生电动势,麦克斯韦尔假设 变化的磁场在其周围空间激发一种电场,这个电场叫
4、感生电场 .,闭合回路中的感生电动势,感生电场是非保守场,和 均对电荷有力的作用.,静电场是保守场,静电场由电荷产生；感生电场是由变化的磁场产生 .,设一个半径为R 的长直载流螺线管，,内部磁场强度为,，若,为大于零,的恒量。求管内外的感应电场。,例5 轴对称分布的变化磁场产生的感应电场,若,则,电动势方向如图,若,则,电动势方向如图,1）,2）感生电场源于法拉第电磁感应定律 又高于法拉第电磁感应定律 只要以L为边界的曲面内有磁通的变化 就存在感生电场,电子感应加速器的基本原理 1947年世界第一台 能量为70MeV,3）感生电动势的计算,重要结论 半径oa线上的感生电动势为零 证明：因为感生
5、电场是圆周的切线方向， 所以必然有,则有,应用上述结论 可方便计算某些情况下的 感生电动势,应用上述结论方便计算电动势 方法：补上半径方向的线段构成回路 利用法拉第电磁感应定律 例6： 求线段ab内的感生电动势,解：补上两个半径 ob和ao 与ba构成回路obao,由法拉第电磁感应定律，有,由,得,又如 求如图所示的ab段内的电动势 ab,解：补上半径 oa bo 设回路方向如图,由电动势定义式 和法拉第定律 有关系式：,由于,所以,由于是空间均匀场 所以磁通量为,得解：,（阴影部分）,例7：,如图所示，在等边三角形平面回路ACDA中存在磁感应强度为B （B = B0 t）的均匀磁场，其方向垂
6、直于回路平面，回路上的CD段为滑动导线，它以匀速远离A端运动，并始终保持回路是等边三角形，设滑动导线CD到A端的垂直距离为x，且时间t = 0时，x = 0，试求回路中的感应电动势和时间t的关系。,解：本例磁场随时间变化，导体又运动，感应电动势必然既有动生电动势，又有感生电动势。,选择ACDA为回路的绕行正方向，则回路平面的法向方向与B方向相反。设由变化磁场产生的感生电动势为1， 则,设动生电动势为2，则,回路中总的电动势为,总 0，总的方向与回路绕行方向相同。,4）涡电流 趋肤效应 涡流 (涡电流)的热效应 有利：高频感应加热炉 有害：会使变压器铁心发热， 所以变压器铁芯用绝缘硅钢片叠成 涡流的机械效应 应用：电磁阻尼(电表制动器) 电磁驱动(异步感应电动机) 高频趋肤效应,炼制特殊钢,去除金属电极吸附的气体,电磁炉,涡电流的机械效应,演示 涡电流,
