大学物理,电磁感应12.2动生电动势和感生电动势ppt课件.ppt

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1、12.2动生电动势和感生电动势1Oit电流时间1、只靠静电力不能维持恒定电流电源电动势只在静电力作用下通过外路放电独立的带电电容器放电电流不能维持恒定2AB电源eF静电力eFFKq2、要有外来非静电力才能维持恒定电流非静电力电源静电力电源：能够提供非静电力的装置。在电源内部的非静电力将正电荷从电势低的电源负极移动到电势高的正极。3在这一过程中，非静电力要克服静电场力作功，使正电荷的电势能增高。从能量转换的角度看：电源是一种把其它形式的能量（如化学能、热能、机械能等）转换成电能的装置，好象一个水泵。在电源内部的非静电力将正电荷从电势低的电源负极移动到电势高的正极。AB电源eF静

2、电力eFFKq电源45二、电源的电动势负载A电源电源电动势的定义：在电源内部，把单位正电荷从负极移到正极的过程中，非静电力所作的功。B为了表征不同电源将其它形式的能量转化成电能的本领，人们引入电动势ε这个物理量。设在电源内把正电荷q从负极移到正极的过程中非静电力所作的功为A。电源电动势：6非静电场对电荷q的非静电力：利用场的观点，可以把非静电力的作用看成是一种非静电力场的作用，并把这种场称为非静电场。以来表示非静电场的场强。电源电动势：在电源内，电荷q由负极移到正极时非静电力所作的功为：负载A电源B7规定：电动势的正方向：自负极经电源内部指向正极的方向。注意：电动势与电势差的

3、区别电动势是标量，但有方向。电势差是和静电场力的功联系在一起的，它与外电路的情况有关。电动势是和非静电场力的功联系在一起的，它完全取决于电源本身的性质，与外电路无关；所以，电源的电动势为：8将前一原因产生的感应电动势称为动生电动势，而后一原因产生的感应电动势称为感生电动势。根据法拉第电磁感应定律，只要穿过回路的磁通量发生了变化，回路中就会有感应电动势产生。引起磁通量变化的原因不外乎两条：其一是磁场不变，回路相对于磁场有运动；其二是回路在磁场中虽无相对运动，但是磁场在空间的分布随时间变化。引起磁通量变化的原因：1、动生电动势产生的原因一、动生电动势（MotionalEmf）动生

4、电动势是由于导体或导体回路在恒定磁场中运动而产生的。导体杆内每个自由电子将受到洛仑兹力的作用，为：10洛仑兹力驱使电子沿导线由a向b移动。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。在导线内部产生电场方向ab电子同时受到电场力作用此时电荷积累停止，ab两端形成稳定的电势差，如同一节电源，在导体回路中建立感生电流。++平衡时ab磁场中的运动导线成为电源，非静电力是洛伦兹力11非静电场强：由电动势定义：运动导线ab产生的动生电动势为:作为电源的这段运动导体杆，其中的非静电力就是洛仑兹力。非静电力：洛仑兹力的作用并不提供能量，而只是传递能量。设杆长为，++12洛伦

5、兹力的作用并不提供能量，而只是传递能量；即外力克服洛伦兹力的一个分量所做的功通过另一个分量转化为感应电流的能量。问题：由于洛伦兹力永远对电荷不做功，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？13感应电动势做功，洛伦兹力不做功？洛伦兹力做功为零。14注意：动生电动势的公式是普遍成立的。ab求解动生电动势的两种方法：1、利用“动生电动势”的公式来计算；2、设法构成一种合理的闭合回路用法拉第电磁感应定律求解。一般情况下，导线是曲线,磁场为非均匀场。上的动生电动势整个导线L上的动生电动势导线上各长度元上的速度、各不相同15abB4）求导线元上的电动势5）由动生电动势

6、定义求解。应用动生电动势公式的解题方法：1）首先在导线上任取一线元dl，若>0，则的方向与同向；若<0，则的方向与反向。--++dl6）动生电动势的方向：2）确定和的夹角3）确定与的夹角由的方向判断。或者16L均匀磁场平动解：2、动生电动势的计算例已知:求:电动势的方向与积分方向一致。17abB任意形状的导线在匀强磁场中平移时，dll在匀强磁场中，弯曲导线平移时所产生的动生电动势，等于从起点到终点的直导线所产生的动生电动势。ab=l18例：有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁力线运动。已知：求：动生电动势。作辅助线，形成闭合回路方向：解：方法一+++++++++

7、++++++++++R19+解：方法二++++++++++++++++++R方向：例：有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁力线运动。已知：求：动生电动势。20abI例：一直导线CD在一无限长直电流磁场中作切割磁力线运动。求：动生电动势。解：方法一：方向利用动生电动势的公式（C端电势高）<021方法二：abI作辅助线形成闭合回路CDEFC;取面元应用“法拉第电磁感应定律”求解电动势的方向由楞次定律可知：方向r22思考？做法对吗？abIr23例：长为L的铜棒在匀强磁场中以角速度ω绕o轴转动。求：棒中感应电