25动生电动势和感生电动势

*,10-2 动生电动势和感生电动势,（1）,稳恒磁场中的导体运动 , 或者回路面积变化、取向变化等 ,引起穿过回路的磁通量变化所产生的感应电动势。,动生电动势,（2）,导体不动，磁场变化,感生电动势,引起磁通量变化的原因,1,电动势,+,-,I,闭合电路的总电动势,: 非静电的电场强度.,产生动生电动势的,非,静电力是什么?,2, , , , , ,O,P,一、动生电动势,动生电动势的,非,静电力场来源 洛伦兹力,-,- -,+,平衡时,3,设杆长为, , , , , ,O,P,-,- -,+,注:,动生电动势只存在于运动导体内。,4,二、,计算（两种方法）,(2),由法拉第定律求,如果回路不闭合，需加辅助线使其闭合。,大小和方向可分别确定。,(1),由电动势定义求,5,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., , , , , ,o,P,方向,O,P,6, , , , , ,o,P,方向,O,P,7,解二：,构成扇形闭合回路,由楞次定律:, , , , , ,o,P,A,O,P,8,例2,一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.,+,+,+,+,+,+,9,方向沿 轴反向,解,如图建立坐标,棒中,且由,+,+,+,+,+,+,则,10,例 3,圆盘发电机 ， 一半径为,R,1,的铜薄圆盘，以角速率 ，绕通过盘心垂直的金属轴,O,转动 , 轴的半径为,R,2,，圆盘放在磁感强度为 的均匀磁场中, 的方向亦与盘面垂直. 有两个集电刷,a,，,b,分别与圆盘的边缘和转轴相连.试计算它们之间的电势差，并指出何处的电势较高.,11,.,.,.,解,因为 ，所以不,计圆盘厚度.,如图取线元,（方法一）,12,圆盘边缘的电势高于中心转轴的电势.,.,.,.,13,例,4,如图所示，一矩形导线框在无限长载流导线,I,的场,中向右运动，求其动生电动势。,解一：,方向,方向,14,解二：,方向,15,解：,连接 构成闭合回路，,穿过回路 不变。,例,.,已知：,求：,b,M,N,16,产生感生电动势的非静电场 感生电场,麦克斯韦尔假设,变化的磁场在其周围空间激发一种电场感生电场 .,导体回路不动，由于磁场变化引起穿过回路的磁通量变化，产生的感应电动势叫,感生电动势。,三、 感生电动势,非静电力是什么力 ?,涡旋电场力(感生电场力),产生感生电动势的非静电力,17,闭合回路中的感生电动势,四、 感生电动势与变化磁场的关系,感生电场是,非保守场。,18,又：,感生电场线闭合成环(用左手定则:大拇指指向,磁场增加的方向.),感生电场,是无源场。,19,五、,静止电荷,变化磁场,有源，保守场,无源，非保守场(涡旋),不能脱离源电荷存在,可以脱离“源”在空间传播,作为产生 的非静电力，可以引起导体中,电荷堆积，从而建立起静电场 .,起源,性质,特点,对场中电,荷的作用,联系,静电场,感生电场,感生电场和静电场的,对比,20,感生电场和静电场的,主要区别,21,实例：,已知半径 的长直螺线管中电流随时间线性变化，使管内磁感应强度随时间增大：,求感生电场分布。,只有以螺线管轴线为中心的圆周,切向分量,对称性分析,o,22,感生电场线是在垂直于轴线平面内，以轴线为中心的一系列同心圆。,作如图环路,o,S?,23,注意：,(1),只要有变化磁场，整个空间,就存在感生电场,处,但,(2),求感生电场分布是一个复杂问题，只要求本题,这种简单情况。,o,24,六、,感生电动势的计算,两种方法：,1.,由电动势定义求（ 已知或易求 ）,或,2.,由法拉第定律(重点掌握),若导体不闭合，需加辅助线构成闭合回路。,25,例,求：,各边,梯形边长,已知：,半径,解：,连接,半径,取三角形回路,若导线不闭合，可加辅助线构成闭合回路,26,取三角形回路,梯形回路,27,例,已知：,求：,直接由法拉第电磁感应定律求解：,解：,同时存在,28,29,第一项：,第二项：,30,七、电子感应加速器,B,E,K,.,.,.,.,R,环形真空室,电子轨道,O,B,F,v,31,R,环形真空室,电子轨道,O,B,F,v,由洛伦兹力和,牛顿第二定律，有,其中，,B,R,为电子轨道所在处的磁感强度.,END,32,B,t,0-,.,.,.,.,( ),-e,.,.,.,.,( ),e,33,