感生電動勢 感生電場

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1、理學院物理系張晚云第三篇第六章電磁感應(yīng)第三節(jié)　感生電動勢與感生電場一、法拉第電磁感應(yīng)定律二、動生電動勢物理機制：洛侖茲力反抗外力做功，同時對電子做正功。上次課主要內(nèi)容上次課主要內(nèi)容一、感生電動勢一、感生電動勢感生電動勢回路固定思考：感生電動勢產(chǎn)生的物理機理是什么呢？二、感生電場二、感生電場變化的磁場在其周圍空間將激發(fā)出具有閉合電場線的電場。——感生電場注：感生電場只取決于變化的磁場。感生電動勢的產(chǎn)生機理：麥克斯韋：變化的磁場感生電場自由電荷感生電動勢激發(fā)作用于引起與是否有導(dǎo)體或?qū)w回路無關(guān)。二、感生電場二、感生電場討論：1、感生場強與磁感應(yīng)強度

2、變化率之間的關(guān)系感生電場線與磁感應(yīng)強度增大的方向成左螺旋關(guān)系二、感生電場二、感生電場2、靜電場與感生電場的比較靜電場感生電場激發(fā)方式由靜止電荷激發(fā)由變化的磁場激發(fā)力線特點q-q非閉合曲線無旋場閉合曲線有旋場高斯定理(有源場)(無源場)環(huán)路定理(保守場)(非保守場)二、感生電場二、感生電場3、一般情況下的電場電磁場基本方程之一在穩(wěn)恒條件下：——靜電場環(huán)路定理oR例1：如圖，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在均勻磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小隨時間均勻增加　　，求空間的感生電場的分布情況。隨堂練習隨堂練習oRBREiro隨堂練習隨堂練習結(jié)論：1.r

3、>R區(qū)域LRBh如圖所示，在磁場中放置一長為L的導(dǎo)體棒，o方向：沿導(dǎo)體棒向右思考：如果導(dǎo)體棒平移到磁場區(qū)域外或?qū)w棒部分在磁場區(qū)域外呢？隨堂練習隨堂練習討論：棒中的感生電動勢？提示：構(gòu)想回路法結(jié)果：進一步討論：隨堂練習隨堂練習E感oRLE感oRL思考：如果把大塊導(dǎo)體放到渦旋電場中，會有何影響？三、渦電流三、渦電流I渦導(dǎo)體【渦電流】大塊導(dǎo)體處在時變磁場中時，導(dǎo)體中的電子在感生電場驅(qū)動下所產(chǎn)生并在其內(nèi)部自成閉合回路的感應(yīng)電流。1、主要物理效應(yīng)三、渦電流三、渦電流熱效應(yīng)、電磁阻尼效應(yīng).三、渦電流三、渦電流2、主要應(yīng)用金屬熔煉、電磁灶、真空技術(shù)等(1)

4、工頻感應(yīng)爐真空箱(2)電磁爐三、渦電流三、渦電流2、主要應(yīng)用(3)加熱金屬電極抽真空顯像管(4)電度表記錄電量oo’3、渦電流的危害與防護變壓器的鐵損：變壓器在工作時在鐵心中產(chǎn)生的渦電流，使鐵芯發(fā)熱，造成漆包線絕緣性能下降,引發(fā)事故。處理方法：鐵芯用多片硅鋼片疊合而成，使導(dǎo)體橫截面減小，渦電流也較小。三、渦電流三、渦電流例1利用感應(yīng)加熱的方法可從真空儀器的金屬部件上清除出氣體。如圖，設(shè)線圈可視作長直密繞螺線管，長為l，匝數(shù)為N，其中的高頻電流為I=I0sin2πft。被加熱的電子管陽極半徑為r、高為h（h<

5、R,求:(1)陽極中的感應(yīng)電流極大值;(2)陽極內(nèi)每秒產(chǎn)生的熱量;(3)當頻率f增加一倍時悶熱量增至幾倍。hl隨堂練習隨堂練習提示：例2.將半徑為a的金屬圓盤，厚為h，電導(dǎo)率為?，同軸放置在軸對稱勻強磁場中，求圓盤電流強度及產(chǎn)生的熱功率。設(shè)B均勻，dB/dt>0。取半徑為r,厚度為dr的圓筒,其電動勢其上電阻為：h總電流：產(chǎn)生的熱功率：隨堂練習隨堂練習例3如圖，放入一邊長為l的正方形導(dǎo)體回路oabc。求：1）回路各邊的感應(yīng)電動勢；2）回路內(nèi)有靜電場嗎？若有,c與a哪點電勢高。提示：1）根據(jù)對稱性：o隨堂練習隨堂練習2）有靜電場！在哪里。?ab=

6、?bc會使正電荷在c點聚集，而a點有負電荷積累o等效電路或:Uaoc=Ua–Uc=0–?IiRi<0隨堂練習隨堂練習法拉第電磁感應(yīng)定律:2、導(dǎo)體中有電動勢,即有非靜電力.可分為兩類情況:(1)場不變,導(dǎo)體運動——切割磁力線—動生電動勢，1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及產(chǎn)生電磁感應(yīng)的原因：回顧與小結(jié)回顧與小結(jié)來源于洛侖茲力(非靜電力);(2)導(dǎo)體不運動,場變,變化磁場在空間產(chǎn)生非靜電場———感生電動勢動生電動勢與感生電動勢具有相對性適用于切割磁力線的導(dǎo)體適用于一切產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的回路.3、如何計算感應(yīng)電動勢：4、回路中感應(yīng)電動勢方向的判斷：與回路繞行方向相反

7、與回路繞行方向相同L一段導(dǎo)體中動生電動勢方向的判斷：回顧與小結(jié)回顧與小結(jié)作業(yè)6.12；6.13Classover