動生電動勢與感生電動勢

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1、感應(yīng)電動勢動生電動勢:由回路所圍面積變化或面積取向變化引起Φ的變化感生電動勢:由磁感強(qiáng)度變化引起Ф的變化動生電動勢和感生電動勢特殊情況下(B、V、L互相垂直時)動生電動勢的計(jì)算電動勢大小：方向:LV一、動生電動勢2.(1)電源電動勢的定義：把單位正電荷從負(fù)極通過電源內(nèi)部移到正極，非靜電力所做的功。稱為非靜電場強(qiáng)(由靜電場力得來)洛侖茲力：3.動生電動勢產(chǎn)生的微觀機(jī)理電場力：當(dāng)洛侖茲力與電場力達(dá)到平衡時：理論解釋與實(shí)驗(yàn)結(jié)果（法拉第電磁感應(yīng)定律）一致。根據(jù)電動勢定義式：討論:磁通量的增量是導(dǎo)線切割的磁力線數(shù),只有導(dǎo)體切割磁力線時才有動生電動勢.LV回路中的電動勢落在運(yùn)動導(dǎo)

2、體上,運(yùn)動導(dǎo)體可視作電源.(3)一般情況下,洛侖茲力作為非靜電場力,動生電動勢的計(jì)算為視為“非靜電場強(qiáng)”即ii)由v和B得到電動勢元iii)運(yùn)動導(dǎo)體上的動生電動勢在運(yùn)動導(dǎo)體上找一長度元dl,寫出dl處B的表達(dá)式以及v的表達(dá)式.動生電動勢的方向沿導(dǎo)線與一致或成銳角.把運(yùn)動導(dǎo)體視為電源,不管是開路還是閉路都有:電動勢的方向是,經(jīng)運(yùn)動導(dǎo)體內(nèi)部從電勢低的地方指向電勢高的地方.動生電動勢的求解過程：1.麥克斯韋對電磁感應(yīng)定律的解釋:)(,BvefEefmerrrrr?==（1）方向關(guān)系（軸對稱的變化磁場）感應(yīng)電場的電力線是一些同心圓，無頭無尾的閉合曲線——渦旋場。0>dtdBi

3、Er變化的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電場!2.感應(yīng)電場與變化磁場的關(guān)系iErdtdB方向：左旋系統(tǒng)（或楞次定律）。二、感生電動勢（2）數(shù)量關(guān)系：感應(yīng)電場環(huán)路定理注意:10首先：閉合回路，感應(yīng)電流。其次：一根金屬棒，感應(yīng)電動勢。最后：只要B變化，真空、介質(zhì)中都可以。麥?zhǔn)侠碚摽邕M(jìn)了一大步。20不僅在磁場局限范圍內(nèi)有感應(yīng)電場，在局限范圍外也有。30從已知的磁場變化dB/dt求感應(yīng)電場Ei數(shù)學(xué)上比較困難。40感應(yīng)電場與靜電場的對比：靜電場感應(yīng)電場*對場中的電荷有力的作用*由靜止的電荷激發(fā)*使導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)*平衡時內(nèi)部場強(qiáng)為零，導(dǎo)體是等位體不能形成持續(xù)電流。導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流。

4、相同由變化的磁場激發(fā)使導(dǎo)體產(chǎn)生電磁感應(yīng)*服從高斯定理*電力線不閉合、有源場。電力線閉合、無源場。*場強(qiáng)環(huán)路定理*保守場、可引入電位概念非保守場、不能引入電位無旋場有旋場例1.金屬桿長在勻強(qiáng)磁場中以角速度反時針繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動，求桿中感應(yīng)電動勢的大小、方向。解法一：方向：解法二：任意時刻通過扇形截面的磁通量:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律注意:20舉一反三：半徑為L的金屬圓盤以?轉(zhuǎn)動以下各種情況中求方向10棒兩端的電位差求任意時刻動生電動勢？解法一：ABCDA組成閉合回路t時刻，AD,BC分別運(yùn)動到a＋vt和b＋vt位置解法二穿過圖中ds面積元的磁通為t時刻，AD,BC分別運(yùn)動到a＋v

5、t和b＋vt位置例在勻強(qiáng)磁場中，置有面積為S的可繞軸轉(zhuǎn)動的N匝線圈.若線圈以角速度作勻速轉(zhuǎn)動.求線圈中的感應(yīng)電動勢.解設(shè)時,與同向,則令則例一導(dǎo)線矩形框的平面與磁感強(qiáng)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(xì)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.開始時，細(xì)導(dǎo)體棒以速度沿如圖所示的矩形框運(yùn)動，試求棒的速率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系.++++++方向沿軸反向解如圖建立坐標(biāo)棒中且由++++++則例3.長直螺線管內(nèi)的一個半徑為R的圓柱形空間內(nèi)存在如圖所示軸對稱的勻強(qiáng)磁場B，當(dāng)B正以dB/dt的變化率增加時:（1）求感應(yīng)電場的分布.（2）計(jì)

6、算將單位正電荷沿1/4圓周和3/4圓周由a到b時感應(yīng)電場力所作的功.解（1）感應(yīng)電場是非保守場,不能引入電位的概念。例4.在例3的場中h處，放入一根長為L的導(dǎo)體棒ab，求棒上的感生電動勢。解法一：方向哪點(diǎn)電位高？b點(diǎn)。a?b注意:解法二：連接oa，ob根據(jù)法氏定律?aob中總電動勢大小為：其中的大小與h有關(guān)，與棒的方位無關(guān)。方向：h=0時，a?b舉一反三，例：20用dΦ?dt求，則用穿過里面扇形面積內(nèi)的磁通Φ但要注意:求a’b’弧的中的電動勢，可用兩種方法：10用Ei求，要用磁場外面的感應(yīng)電場強(qiáng)度Ei各邊的電動勢分別等于多少？把一導(dǎo)線彎成半徑R為1m的半圓形，并把它放

7、在磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化的磁場中，即dB/dt為一常量。已知半圓形導(dǎo)線上任意點(diǎn)感生電場電場強(qiáng)度的值為0.01V/m，其方向與半圓形導(dǎo)線相切。求半圓形導(dǎo)線上的感生電動勢及磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率非閉合回路，如何構(gòu)成回路？方法一：補(bǔ)成閉合的圓回路中總的感生電動勢為則半圓形導(dǎo)線abc的感生電動勢為非閉合回路，如何構(gòu)成回路方法二：補(bǔ)成閉合的半圓回路中總的感生電動勢為coa段上各點(diǎn)Ek的方向均與coa垂直，故因而，半圓形abc的感生電動勢為對于給定的回路，有所以均勻磁場與導(dǎo)體回路法線的夾角為磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間線性增加邊長以速度向右滑動。求任意時刻感應(yīng)電動勢的大