动生电动势和感生电动势ppt课件.ppt

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1、练习八引起磁通量变化的原因1）稳恒磁场中的导体运动,或者回路面积变化、取向变化等动生电动势2）导体不动，磁场变化感生电动势一、动生电动势+++++++++++++++++++++++++++++++++++ba---++导线内每个自由电子受到的洛仑兹力为:它驱使电子沿导线由a向b移动。第一部分：动生电动势二、动生电动势的成因由于洛仑兹力的作用使b端出现过剩负电荷，a端出现过剩正电荷。在导线内部产生静电场方向ab平衡时此时电荷积累停止，ab两端形成稳定的电势差。洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因。+++++++++

2、++++++++++++电子受的静电力由电动势定义运动导线ab产生的动生电动势为：此式为动生电动势公式，也是发电机发电的最基本公式。非静电力定义为非静电场强三、动生电动势的普遍公式洛伦兹力充当非静电性力—单位正电荷绕闭合回路一周非静电力作功四、动生电动势的计算方法2、仍可用法拉第电磁感应定律3、积分：与之间的夹角为，与的夹角为电动势等于导线在单位时间内切割磁力线的条数方向仍可用愣次定律1、公式：（1）首先选择的正方向4、步骤：（2）取dl，确定dl处的v、B的大小和方向；（3）计算的大小、方向（θ1），再确定的大小

3、和方向（θ2）；（4）沿着l的方向进行积分，1、电能从何转化而来？五、能量转换关系电能由外力作功转化而来2、洛仑兹力不作功结论：洛仑兹力作功等于零。即需外力克服洛仑兹力的一个分力使另一分力对电荷作正功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，求铜棒两端的感应电动势.+++++++++++++++++++++++++++++++++++oP（点P的电势高于点O的电势）方向OPwB例2：在均匀磁场B中，一长为L的导体棒绕一端o点以角速

4、度w转动，求导体棒上的动生电动势。oL解1：由动生电动势定义计算dlvl分割导体元dl,导体元上的电动势为:导体元的速度为:l整个导体棒的动生电动势为:方向沿棒指向o点。与的夹角：和的夹角：解2：利用法拉第电磁感应定律计算构成假想扇形回路，使其包围导体棒旋转时扫过的面积；回路中只有导体棒部分产生电动势，虚线部分静止不产生电动势。ovBω扇形面积：感应电动势为：由楞次定律可判断动生电动势的方向沿导体棒指向o。其中利用法拉第电磁感应定律与用动生电动势的方法计算的结果相同。例3:在通有电流I的无限长载流直导线旁，距a垂直

5、放置一长为L以速度v向上运动的导体棒，求导体棒中的动生电动势。解1：由动生电动势定义计算由于在导体棒处的磁感应强度分布是非均匀的，导体上各导体元产生的动生电动势也是不一样的，分割导体元dx。aLIxdxx导体元处的磁场B为：导体元所产生的动生电动势方向沿x轴负向，大小为：与的夹角：和的夹角：解2：利用法拉第电磁感应定律计算构成假想矩形回路，将回路分割成无限多长为y、宽为dx的面元.整个回路的磁通量为：穿过面元的磁通量为：整个导体棒的动生电动势为:导体所产生的动生电动势方向沿x轴负向。dxaLIxÄ回路中的感应电动势

6、为：vadxyBIL由于假想回路中只有导体棒运动，其它部分静止，所以整个回路中的电动势也就是导体棒的电动势。电动势的方向由楞次定律可知水平向左。例4一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.解如图建立坐标棒所受安培力方向沿轴反向++++++棒中且由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++++++abI

7、cABC解（1）：选正方向ABCA例5一无限长直导线载有电流I，与其共面有一三角形线圈ABC以速率v垂直离开长导线，求处于图中位置时线圈中的感应电动势。abIcABCabIcABCxxo第二部分感生电动势在这电磁感应现象的实验中,当电键K闭合时,线圈1中要产生感生电流，这种感生电动势产生的原因是什么呢？这种电磁感应现象是由于穿过导体回路的磁场发生变化而引起的。一、感生电动势：K1感生电动势：由于磁场发生变化而激发的电动势。电磁感应非静电力洛仑兹力感生电动势动生电

8、动势非静电力二、问题的提出也就是说：即使不存在导体回路，在变化的磁场周围也存在一个变化的电场。感生电动势的非静电力:感应电场施于导体中电荷的力。感生电场也会对电荷有作用力。变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，称为涡旋电场或感生电场。用来表示三、感生电场：1、Maxwell假设2、注意：有无闭合回路，情况不同有和a）有闭合导线导线有无Iib）导线不闭