動生電動勢和感生電動勢ppt課件.ppt

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1、練習(xí)八引起磁通量變化的原因1）穩(wěn)恒磁場中的導(dǎo)體運動,或者回路面積變化、取向變化等動生電動勢2）導(dǎo)體不動，磁場變化感生電動勢一、動生電動勢+++++++++++++++++++++++++++++++++++ba---++導(dǎo)線內(nèi)每個自由電子受到的洛侖茲力為:它驅(qū)使電子沿導(dǎo)線由a向b移動。第一部分：動生電動勢二、動生電動勢的成因由于洛侖茲力的作用使b端出現(xiàn)過剩負電荷，a端出現(xiàn)過剩正電荷。在導(dǎo)線內(nèi)部產(chǎn)生靜電場方向a?b平衡時此時電荷積累停止，ab兩端形成穩(wěn)定的電勢差。洛侖茲力是產(chǎn)生動生電動勢的根本原因。+++++++++

2、++++++++++++電子受的靜電力由電動勢定義運動導(dǎo)線ab產(chǎn)生的動生電動勢為：此式為動生電動勢公式，也是發(fā)電機發(fā)電的最基本公式。非靜電力定義為非靜電場強三、動生電動勢的普遍公式洛倫茲力充當非靜電性力—單位正電荷繞閉合回路一周非靜電力作功四、動生電動勢的計算方法2、仍可用法拉第電磁感應(yīng)定律3、積分：與之間的夾角為，與的夾角為電動勢等于導(dǎo)線在單位時間內(nèi)切割磁力線的條數(shù)方向仍可用愣次定律1、公式：（1）首先選擇的正方向4、步驟：（2）取dl，確定dl處的v、B的大小和方向；（3）計算的大小、方向（θ1），再確定的大小

3、和方向（θ2）；（4）沿著l的方向進行積分，1、電能從何轉(zhuǎn)化而來？五、能量轉(zhuǎn)換關(guān)系電能由外力作功轉(zhuǎn)化而來?????????2、洛侖茲力不作功結(jié)論：洛侖茲力作功等于零。即需外力克服洛侖茲力的一個分力使另一分力對電荷作正功?????????解例1一長為的銅棒在磁感強度為的均勻磁場中,以角速度在與磁場方向垂直的平面上繞棒的一端轉(zhuǎn)動，求銅棒兩端的感應(yīng)電動勢.+++++++++++++++++++++++++++++++++++oP（點P的電勢高于點O的電勢）方向OPwB例2：在均勻磁場B中，一長為L的導(dǎo)體棒繞一端o點以角速

4、度w轉(zhuǎn)動，求導(dǎo)體棒上的動生電動勢。oL解1：由動生電動勢定義計算dlvl分割導(dǎo)體元dl,導(dǎo)體元上的電動勢為:導(dǎo)體元的速度為:l整個導(dǎo)體棒的動生電動勢為:方向沿棒指向o點。與的夾角：和的夾角：解2：利用法拉第電磁感應(yīng)定律計算構(gòu)成假想扇形回路，使其包圍導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)時掃過的面積；回路中只有導(dǎo)體棒部分產(chǎn)生電動勢，虛線部分靜止不產(chǎn)生電動勢。ovBω扇形面積：感應(yīng)電動勢為：由楞次定律可判斷動生電動勢的方向沿導(dǎo)體棒指向o。其中利用法拉第電磁感應(yīng)定律與用動生電動勢的方法計算的結(jié)果相同。例3:在通有電流I的無限長載流直導(dǎo)線旁，距a垂直

5、放置一長為L以速度v向上運動的導(dǎo)體棒，求導(dǎo)體棒中的動生電動勢。解1：由動生電動勢定義計算由于在導(dǎo)體棒處的磁感應(yīng)強度分布是非均勻的，導(dǎo)體上各導(dǎo)體元產(chǎn)生的動生電動勢也是不一樣的，分割導(dǎo)體元dx。aLIxdxx導(dǎo)體元處的磁場B為：導(dǎo)體元所產(chǎn)生的動生電動勢方向沿x軸負向，大小為：與的夾角：和的夾角：解2：利用法拉第電磁感應(yīng)定律計算構(gòu)成假想矩形回路，將回路分割成無限多長為y、寬為dx的面元.整個回路的磁通量為：穿過面元的磁通量為：整個導(dǎo)體棒的動生電動勢為:導(dǎo)體所產(chǎn)生的動生電動勢方向沿x軸負向。dxaLIx?回路中的感應(yīng)電動勢

6、為：vadxyBIL由于假想回路中只有導(dǎo)體棒運動，其它部分靜止，所以整個回路中的電動勢也就是導(dǎo)體棒的電動勢。電動勢的方向由楞次定律可知水平向左。例4一導(dǎo)線矩形框的平面與磁感強度為的均勻磁場相垂直.在此矩形框上,有一質(zhì)量為長為的可移動的細導(dǎo)體棒;矩形框還接有一個電阻,其值較之導(dǎo)線的電阻值要大得很多.若開始時,細導(dǎo)體棒以速度沿如圖所示的矩形框運動,試求棒的速率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系.解如圖建立坐標棒所受安培力方向沿軸反向++++++棒中且由方向沿軸反向棒的運動方程為則計算得棒的速率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系為++++++abI

7、cABC解（1）：選正方向ABCA?????????例5一無限長直導(dǎo)線載有電流I，與其共面有一三角形線圈ABC以速率v垂直離開長導(dǎo)線，求處于圖中位置時線圈中的感應(yīng)電動勢。abIcABC?????????abIcABC?????????xxo第二部分感生電動勢在這電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中,當電鍵K閉合時,線圈1中要產(chǎn)生感生電流，這種感生電動勢產(chǎn)生的原因是什么呢？這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由于穿過導(dǎo)體回路的磁場發(fā)生變化而引起的。一、感生電動勢：K1感生電動勢：由于磁場發(fā)生變化而激發(fā)的電動勢。電磁感應(yīng)非靜電力洛侖茲力感生電動勢動生電

8、動勢非靜電力二、問題的提出也就是說：即使不存在導(dǎo)體回路，在變化的磁場周圍也存在一個變化的電場。感生電動勢的非靜電力:感應(yīng)電場施于導(dǎo)體中電荷的力。感生電場也會對電荷有作用力。變化的磁場在其周圍空間會激發(fā)一種渦旋狀的電場，稱為渦旋電場或感生電場。用來表示三、感生電場：1、Maxwell假設(shè)2、注意：有無閉合回路，情況不同有和a）有閉合導(dǎo)線導(dǎo)線有無Iib）導(dǎo)線不閉