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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,8.2,动生电动势感生电动势,8.2.1 动生电动势,8.2.2 感生电动势,一.电源,要在导体中产生恒定电流,必须在导体内维持一稳恒电场,即在导体两端维持一恒定的电势差。但仅靠静电力不能达到目的。,10-5,电源 电动势,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,导线内电场,电场作用下电荷移动,极板上电荷减少,补充,能够,提供非静电力,把正电荷从低电势移到高电势的装置称为,电源,。,为维持恒定电流，必须有一,非静电力,把,正电荷从低电势移至高电势。,正极,高电势,低电势,负极,+,+,+,+,+,I,-,-,-,-,-,-,+,-,-,+,+,+,-,+,电源,非静电力,电场作用下电荷移动,静电力,伏打电池,1801年,伏打向拿破伦演示他的电池,电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置,机械能水力,机械能风力,法国的太阳能电站镜面系统,化学能,二.电动势,正电荷,q,沿非静电力方向经过电源内部绕行闭合回路,L,一周，静电力与非静电力作功之和为,正极,负极,+,+,+,+,+,I,-,-,-,-,-,+,-,+,电源,非静电性电场,稳恒电场,静电场,+,q,q,由静电场和稳恒电场特性，有,则,电源的电动势,：单位正电荷通过电源内部绕闭合路径一周时非静电力所作的功，,单位伏特(V)。,由于非静电力仅存在于电源内部，,电动势,又可定义为：,单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电力所作的功。,电动势,是标量，,规定其方向（指向）为,：从负极经电源内部到正极，即电源内部电势升高的方向。,(沿电源内部),+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,+,高电势,正极,低电势,负极,电 源,历史背景,法拉第的圆盘实验,交流发电机,8.2.1 动生电动势,1.定义,电磁感应现象：,当通过一闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中就会产生电流的现象,磁通量,电动势,动生电动势,感生电动势,感生电动势：导体回路不动，磁场发生变化，这时所产生的感应电动势,2.动生电动势,电动势：将,单位正电荷从负极通过电源内部移到正极的过程中，非静电力所做的功,动生电动势：导体或导体回路在恒定的磁场中运动，这时所产生的感应电动势,动生电动势：由于导体在恒定的磁场中运动而产生的电动势,在均匀恒定的磁场 中，有一矩形,其它边不动,导体回路 ，以速度 向右滑动，,所在处的磁感应强度;,（2）,是导体线元 的速度，是,注意,（1）是标量，时，的方向由,到 ，时，的方向由 到 ；,（,3）中有两个夹角 和 ，,其中,特例：,形象地说“当导体切割磁感应线时产生动生电动势”,洛伦兹力与电荷的运动方向垂直，永远不做功，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？,总洛伦兹力为,总洛伦兹力与合成速度 垂直，不对电子做功,的一个分量,做正功.,另一个分量,做负功.,两个分量 与 所做功的代数和等于零因此，洛伦兹力的作用并不是提供能量，而是传递能量,法拉第的圆盘实验,实例：,法拉第利用一半径为 的铜盘在均匀磁场 中转动，角速度为 求盘上沿半径方向产生的感应电动势,解法见例1,例1 如图所示，长度为 的一根铜棒在均匀磁场 中绕其一端 以角速度 做匀角速转动，且转动平面与磁场方向垂直，求铜棒两端的电势差,解,例2 无限长直导线中通有电流 ，另一长为 的金属棒 以 的速度平行于长直导线作匀速运动两者同在纸面内，相互垂直，且棒 的端与长直导线距离为 ，如图所示求棒中的动生电动势,解,电动势的方向 由 指向,8.2.2 感生电动势,感生电场与静电场的共同点就是对电荷有作用力,感生电场（涡旋电场）:变化的磁场在其周围会激发一种电场,不同点：1.静电场存在于静止电荷周围的空间，感生电场则是由变化的磁场所激发，不是由电荷激发；,2.,另一方面静电场的电场线是始于正电荷，终于负电荷，而,感生电场的电场线是闭合的，,它不是保守场产生感生电动势的非静电力是感生电场力,感生电动势,电磁感应定律的普遍形式,例3 半径为 的圆柱形空间分布着均匀磁场，其横截面如图所示当磁感应强度 随时间以恒定速率 变化，试求感生电场的分布,解,当 时,当 时,
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