動生電動勢和感生電動勢.ppt

引起磁通量變化的兩種情況：,不隨時間變化， 而由閉合回路的整體或部分在恒定磁場中運動而產(chǎn)生的電動勢動生電動勢,閉合回路的任一部分在磁場中都不運動，而由 隨時間變化而產(chǎn)生的電動勢感生電動勢,外電路：正電荷在靜電場力的作用下從高電勢向低電勢運動。,內(nèi)電路：正電荷在非靜電力的作用下從低電勢向高電勢運動。,補充：電動勢(electromotive force)的概念,非靜電力,為非靜電場的場強,電源的電動勢是描述電源非靜電力做功本領(lǐng)的物理量,電源的電動勢：,在電源內(nèi)將單位正電荷從負極移動到正極的過程中非靜電力所作的功,+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +,a,b,一 動生電動勢,平衡時,動生電動勢的公式,（一）公式的來源,一般情況,上的動生電動勢,整個導線L上的動生電動勢,導線是曲線 , 磁場為非均勻場。,導線上各長度元 上的速度 、 各不相同,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。,（二）動生電動勢的計算,計算動生電動勢,平動,轉(zhuǎn)動,步驟：,2）求磁通,3）根據(jù)公式計算,說明 與 相反,1）,取線元 ，并規(guī)定其方向,2） 寫出,3）確定積分范圍，并積分,說明 與 相反,例1 一矩形導體線框，寬為 l ，與運動導體棒構(gòu)成閉合回路。如果導體棒以速度 v 作勻速直線運動，求回路內(nèi)的感應(yīng)電動勢。,解:,電動勢方向 ab,方法一：,均勻磁場 平動,方法二：根據(jù)電磁感應(yīng)定律解,vt,電動勢方向 ab,經(jīng)過時間t：,解：,特例,例3 一直導線CD在一無限長直電流磁場中作 切割磁力線運動。求：動生電動勢。,a,b,I,解：方法一,方向,非均勻磁場 平動,方法二,a,b,I,作輔助線，形成閉合回路CDEF,方向,思考：,做法對嗎？,均勻磁場 轉(zhuǎn)動,例4 如圖，長為L的銅棒在磁感應(yīng)強度為,的均勻磁場中，以角速度,繞O軸轉(zhuǎn)動。,求：棒中感應(yīng)電動勢的大小 和方向。,取微元,方向,解：方法一,方法二,作輔助線，形成閉合回路OACO,負號表示方向沿AOCA,OC、CA段沒有動生電動勢,問題,把銅棒換成金屬圓盤， 中心和邊緣之間的電動勢是多少？,無數(shù)銅棒一端在圓心，另一端在圓周上。,思路：,思路：,例 有一半圓形金屬導線在勻強磁場中作切割磁 力線運動。已知：,求：動生電動勢。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,R,作輔助線，形成閉合回路,方向：,解：方法一,+,有一半圓形金屬導線在勻強磁場中作切割磁 力線運動。已知：,求：動生電動勢。,解：方法二,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,R,方向：,二 感生電動勢（閱讀）,1、感生電動勢 由于磁場發(fā)生變化而激發(fā)的電動勢,是什么力使電荷運動而在電路中產(chǎn)生電流的呢？,只可能是一種新型的電場力,1861年，麥克斯韋提出了感生電場的假設(shè),變化的磁場在周圍空間要激發(fā)電場，稱為感生電場。感生電流的產(chǎn)生就是這一電場作用于導體中的自由電荷的結(jié)果。,感生電場充當著產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的非靜電力。,閉合回路中的感生電動勢,閉合回路中的感生電動勢,揭示了電場和磁場是相互聯(lián)系的。,式中負號表示感生電場與磁場增量的方向成左手螺旋關(guān)系。,是面元ds處磁感應(yīng)強度隨時間的變化率,只要存在變化的磁場，就一定有感生電場,感生電場是非保守場,和 均對電荷有力的作用.,靜電場是保守場,靜電場由電荷產(chǎn)生；感生電場是由變化的磁場產(chǎn)生 .,例：將磁鐵插入非金屬環(huán)中，環(huán)內(nèi)有無感生電動勢？有無感應(yīng)電流？,而無感生電流。,解：,有感生電動勢存在。,2 將形狀完全相同的銅環(huán)和木環(huán)靜止放置，并使通過兩環(huán)面的磁通量隨時間的變化率相等，則不計自感時 (A) 銅環(huán)中有感應(yīng)電動勢，木環(huán)中無感應(yīng)電動勢 (B) 銅環(huán)中感應(yīng)電動勢大，木環(huán)中感應(yīng)電動勢小 (C) 銅環(huán)中感應(yīng)電動勢小，木環(huán)中感應(yīng)電動勢大 (D) 兩環(huán)中感應(yīng)電動勢相等。,只要存在變化的磁場，哪怕不存在導體回路，也一定有感生電場產(chǎn)生,電子感應(yīng)加速器是利用渦旋電場來加速電子的一種設(shè)備。,四. 電子感應(yīng)加速器,真空室內(nèi)激發(fā)渦旋電場,利用渦旋電場對電子進行加速,導體,當大塊導體放在變化的磁場中，在導體內(nèi)部會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于這種電流在導體內(nèi)形成閉合回路，故稱為渦電流 。,五 渦電流,渦電流或渦流這種交變電流集中于導體表面的效應(yīng) 趨膚效應(yīng),渦電流的應(yīng)用,利用渦電流進行加熱,1. 高頻感應(yīng)電爐與電磁灶的原理,電磁爐：交變磁場作用于金屬鍋底，產(chǎn)生 大量渦流,冶金爐：把難溶金屬放在陶瓷