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1、电磁感应电磁感应缺交作业缺交作业1/3及以上，综合成绩按及以上，综合成绩按0分计。分计。 p 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律电源电动势：电源电动势：感应电动势：感应电动势：p 楞次定律：楞次定律：闭合回路中闭合回路中磁感应电流磁感应电流总是使得它总是使得它激激发的磁场发的磁场去去阻碍阻碍引起闭合回路中引起闭合回路中磁通量的变化磁通量的变化。Lp 产生感应电动势的机制：动生产生感应电动势的机制：动生+感生感生动生电动势：动生电动势： 动动是由洛仑兹力引起的！是由洛仑兹力引起的！例、例、金属杆金属杆oa长长L，在匀强磁场，在匀强磁场 中以角速度中以角速度 反反 时针绕时针绕o点转动。点转动。
2、 求求杆中感应电动势的大小、方向杆中感应电动势的大小、方向。解法一解法一:方向方向:根据法拉第电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律解法二：解法二：任意时刻通过扇形截面的磁通量任意时刻通过扇形截面的磁通量根据动生电动势定义根据动生电动势定义取微分元取微分元oaa 例子、例子、半径为半径为L 的金属圆盘以的金属圆盘以 转动，转动， 求中心与边沿的求中心与边沿的 二、感生电动势二、感生电动势rIlI = ktB(t)磁场变化磁场变化, 静止在磁场中的导体产生的电动势。静止在磁场中的导体产生的电动势。驱动线圈中电荷运动的决驱动线圈中电荷运动的决不是磁场力不是磁场力!实验实验发现这种感生电动势的发现这种感
3、生电动势的大小、方向与大小、方向与导体的种类和导体的种类和性质无关性质无关，仅，仅由变化的磁场由变化的磁场引起引起。 麦克斯韦麦克斯韦引入引入感应电场感应电场1与与一样一样, 对场中的电荷有力的作用。对场中的电荷有力的作用。磁场磁场 Bt 变化的同时变化的同时 感应电场感应电场产生产生导体中，感生电动势导体中，感生电动势定义：定义：若导体为闭合回路若导体为闭合回路, 则则根据法拉第电磁感应定律：根据法拉第电磁感应定律：的环路定律的环路定律的环路定律的环路定律:与与成右手螺旋关系成右手螺旋关系。即使不存在导体回路即使不存在导体回路, 变化的磁场在其周围空间变化的磁场在其周围空间同样激发感应电场。
4、同样激发感应电场。2不依赖空间是否有导体存在。不依赖空间是否有导体存在。3是非保守力场是非保守力场4 的方向的方向感应感应电场的电场的电场线是无电场线是无头无尾的头无尾的闭合曲线闭合曲线,在轴在轴对称的变化磁场中对称的变化磁场中,电场电场线是一些同心圆线是一些同心圆. 涡旋电场涡旋电场。 可用楞次可用楞次定理判断定理判断解：解： 根据磁场根据磁场B的对称性的对称性, 取半径为取半径为r 的电场线为的电场线为积分路径积分路径,方向沿逆时针方向方向沿逆时针方向: :当当rR时时例、例、 在半径为在半径为R的圆柱形区域有一均匀磁场的圆柱形区域有一均匀磁场B, 且且 0。 求（求（1）感应电场的分布）
5、感应电场的分布or 当当rR时时rEi设单位正电荷从设单位正电荷从P点出发点出发,沿圆周逆时针移动，沿圆周逆时针移动，A逆逆 A顺顺 0P即即 作功与路径有关作功与路径有关非保守力场非保守力场可见可见解：解：（2）将单位正电荷沿）将单位正电荷沿r为半径的圆周为半径的圆周 移动一周移动一周, 感应电场感应电场 作的功。作的功。例、例、 求求: or感应电场感应电场 作功作功:若沿圆周顺时针移动若沿圆周顺时针移动逆逆顺顺P or(3）在场中放入一根长为）在场中放入一根长为l的导体棒，球棒上的的导体棒，球棒上的感生电动势感生电动势解：解： 因为因为对任意形状的回路都成立！对任意形状的回路都成立！补充
6、说明：补充说明：非保守场不能引入势函数非保守场不能引入势函数但它对在场中的导体提供电动势：但它对在场中的导体提供电动势：1 导体不闭合时导体不闭合时使导体内电荷重新分布使导体内电荷重新分布产生产生达平衡时：达平衡时：由于由于 的存在，则出现电势。的存在，则出现电势。则导体内的总电场：则导体内的总电场：2 平衡时：平衡时：即即+-+-+解：解：例、例、 将半径为将半径为a的金属圆盘的金属圆盘, 厚为厚为h, 电导率为电导率为 , 同同 轴放置在轴对称匀强磁场轴放置在轴对称匀强磁场 中中, 且且dB/dt 0。 求圆盘电流强度及产生的热功率。求圆盘电流强度及产生的热功率。取半径为取半径为r,厚度为
7、厚度为dr的圆筒的圆筒,其电动势其电动势其上电阻为其上电阻为h总电流总电流产生的热功率产生的热功率dr电流为电流为（1）涡流）涡流三、感应电场的应用三、感应电场的应用。将导体块放置在将导体块放置在 中中, 则在导体中将产生环则在导体中将产生环形电流形电流涡流涡流。高频电磁感应炉高频电磁感应炉。涡流还是有害的，它消耗电功率，涡流还是有害的，它消耗电功率， 降低设备能量利用效率。降低设备能量利用效率。注：注：坩埚坩埚铁锅铁锅电动牙刷充电器电动牙刷充电器电磁炉电磁炉（2）物理学中应用）物理学中应用电子感应加速器电子感应加速器问题：问题：原理：用变化磁场所激发的感应电场来加速电子原理：用变化磁场所激发
8、的感应电场来加速电子在交流电的前在交流电的前 1/4周期，管中周期，管中的感应电场是顺时针的的感应电场是顺时针的(俯视图俯视图).NS电子受力电子受力：（切向加速）（切向加速）（向心力）（向心力）第第2、3、4个个1/4周期，始终能给电子加速周期，始终能给电子加速? 电子在管中沿逆时电子在管中沿逆时针方向加速运动针方向加速运动对磁场设计的要求：对磁场设计的要求： 为了使电子在环形真空室中按一定的轨道运动，为了使电子在环形真空室中按一定的轨道运动，电磁铁在真空室处的磁场的电磁铁在真空室处的磁场的 值必须满足值必须满足将上式两边对将上式两边对 进行微分进行微分 这是使电子维持这是使电子维持在恒定的圆形轨道上在恒定的圆形轨道上加速时磁场必须满足加速时磁场必须满足的条件。的条件。一个周期内感生电场的方向一个周期内感生电场的方向电子感应加速器电子感应加速器35 MeV电子感应加速器电子感应加速器300 MeV
