《大学物理动生感生电动势》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理动生感生电动势（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、同学们好同学们好！第第1111章章 电磁感应与电磁理论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 11.1 电源电动势 电源作用：提供非静电力 ，将 由负极板移向正极 ，保持极板间电势差， 以形成持续的电流。+ -作用机
2、理：反抗 做功，将其他形式能转变为电能断路：时平衡通路外电路：内电路：作用，将 由正极 负极将 由负极 正极共同作用形成持续电流。能量转换外电路：内电路：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：规定指向：练习： 1. 电源路端电压电源电动势比较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)
3、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11.211.2 电磁感应电磁感应二. 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
4、泡亮了。能量守恒(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：对线圈参考系： 变化对磁铁参考系： 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2. 产生机理：产生 的非静电力是什么？产生 的非静电力非静电场强由电动势定义：或：注注: : 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洛仑兹力不对运动电荷做功洛仑兹力充当非静电力矛盾？思考：+4.
5、计算（两种方法）(2) 由法拉第定律求如果回路不闭合，需加辅助线使其闭合。大小和方向可分别确定。(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 解一 ：取线元与 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。 解一：方向方向解二：方向三. 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？问题：(1) 是不是洛仑兹力？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
6、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。楞次定律表述又：感生电场线闭合成环感生电场是无源场。3. 两种电场比较静止电荷变化磁场有源，保守场无源，非保守场(涡旋)不能脱离源电荷存在 可以脱离“源”在空间传播作为产生 的非静电力，可以引起导体中 电荷堆积，从而建立起静电场 .起源性质特点对场中电 荷的作用联系静电场感生电场由于 作用在导体 中建立起静电场。4. 感生电场存在的实验验证电子感应加速器(医疗，工业探伤，中低能粒子物 理实验)，涡流(冶金)5. 感生电动势的计算两种方法：1. 由电动势定义求（ 已知或易求 ）或2. 由法拉第定律若导体不闭合，需加辅助线构成闭合回路。例1：求： 各边梯形边长已知：半径解：连接半径取三角形回路取三角形回路梯形回路讨论 同时存在的情况 .例2：已知：求：回路 中解：同时存在设 不变：设导线不动例题3：已知：求：直接由法拉第电磁感应定律求解：解：同时存在第一项：第二项：电磁感应 动生电动势感生电动势 （涡旋电场）小结：自感电动势 互感电动势磁场能量下一讲
