動(dòng)生電動(dòng)勢 感生電動(dòng)勢

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1、動(dòng)生電動(dòng)勢在穩(wěn)恒磁場中，導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫做動(dòng)生電動(dòng)勢。一段長為L的直導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)生電動(dòng)勢εi=BLvsin(v，B)，其中B為導(dǎo)線上的磁感強(qiáng)度，v為導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)速度，(v，B)為速度v與磁感強(qiáng)度B間的夾角。還應(yīng)該注意，公式中的B和v都是與導(dǎo)線垂直的，與導(dǎo)線平行的B和v對動(dòng)生電動(dòng)勢εi無貢獻(xiàn)。?動(dòng)生電動(dòng)勢是由洛倫茲力引起的。如圖所示，長L的導(dǎo)線在磁場B中以速度v運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線帶動(dòng)其中的電子也以v運(yùn)動(dòng)，電子受洛倫茲力方向向下，b端積累較多電子帶負(fù)電，a端缺少電子帶正電。導(dǎo)線相當(dāng)于電源，a是正極，b是負(fù)極。電子受洛倫茲力f=εvB，單位電荷受力為vB，把單位正電荷從

2、b移到a時(shí)洛倫茲力做的功為vBL，故動(dòng)生電動(dòng)勢εi=BLv。導(dǎo)線中無電流時(shí)，電子受的電場力與洛倫茲力平衡，E=vB，ab間電壓Uab=EL=vBL。動(dòng)生電動(dòng)勢的方向即導(dǎo)線中正電荷所受洛倫茲力的方向，可用右手定則確定。感生電動(dòng)勢　　　　　　　導(dǎo)體不動(dòng)，由磁場隨時(shí)間變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫做感生電動(dòng)勢。感生電動(dòng)勢不是由洛倫茲力引起的。不能用公式εi=BLvsin(v,B)計(jì)算感生電動(dòng)勢的大小。閉合回路?電荷的作用力。感應(yīng)電場是隨時(shí)間變化的磁場產(chǎn)生的，又叫渦旋電場，因?yàn)楦袘?yīng)電場的電場線是閉合的，無起點(diǎn)無終點(diǎn)。如圖(1)所示，當(dāng)磁場B隨時(shí)間增大時(shí)，在周圍空間產(chǎn)生的感應(yīng)電場的電場線是一些閉合的曲

3、線，方向可用楞次定律判定。?例如，電子感應(yīng)加速器就是利用變化磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電場來加速電子的設(shè)備。柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生向下的磁場，磁場中有一個(gè)環(huán)形真空管道，磁場變化在真空管道中產(chǎn)生感應(yīng)電場，電子受感應(yīng)電場力而加速運(yùn)動(dòng)。磁場對電子的洛倫茲力使電子沿半徑為r圓形軌道運(yùn)動(dòng)。若磁場在t時(shí)刻為B。經(jīng)過△t時(shí)間磁場變?yōu)锽'，則電子運(yùn)動(dòng)的圓周的磁通量變化△φ=B'S-BS=?變化磁場產(chǎn)生感應(yīng)電場，感生電動(dòng)勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象最本質(zhì)的內(nèi)容。動(dòng)生電動(dòng)勢應(yīng)用思路　　　　　　　導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢是一類很重要的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢就是動(dòng)生電動(dòng)勢。一段直導(dǎo)線動(dòng)生電動(dòng)勢的大小是εi=BLvsin(

4、v,B)。εi的方向由右手定則判定，計(jì)算εi大小時(shí)應(yīng)該：(1)明確對象(哪一段直導(dǎo)線、L)；(2)分析導(dǎo)線上的B(要求B相等，B與導(dǎo)線垂直)；(3)分析導(dǎo)線的v(要求v相等、v與導(dǎo)線垂直)；(4)分析v與B的夾角。用右手定則判定εi方向時(shí)應(yīng)注意v、B都與導(dǎo)線垂直，v與B也垂直。例1．如圖(1)所示，一長為L的導(dǎo)線繞一端點(diǎn)為軸以角速度ω在勻強(qiáng)磁場B中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求εi=？?導(dǎo)線各點(diǎn)速度v=ωr，距轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)速度v越大，v與r成正比，可取導(dǎo)線例2．如圖(2)所示，長為L的導(dǎo)體桿和豎直軸的夾角為θ，導(dǎo)體桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，勻強(qiáng)磁場B豎直向上，求εi。?把磁場B分解為與導(dǎo)線平行和垂直的分量B

5、∥、B⊥，B⊥=Bsinθ是有效電磁感應(yīng)中的電勢　　　　　　　電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢εi，當(dāng)電路中無電流時(shí)，沿感應(yīng)電動(dòng)勢的方向從有感應(yīng)電動(dòng)勢電路的一端走向另一端電勢逐漸升高，到達(dá)另一端時(shí)電勢升高εi。如果電路中有感應(yīng)電流Ii，則沿感應(yīng)電流的方向經(jīng)過電阻R電勢降低IiR。例1．如圖(1)所示，直角三角形導(dǎo)線框abc勻速穿過勻強(qiáng)磁場，試分析導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，全部在磁場中時(shí)和穿出磁場時(shí)，線框各點(diǎn)電勢高低。?線框線進(jìn)入磁場時(shí)，bc邊切割磁感線產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢εibc方向是c→b，bd邊動(dòng)生電動(dòng)勢εibd方向是d→b。由于εibc>εibd，感應(yīng)電流方向是cd-dac。所以由c→b電勢

6、逐漸升高，由b→d是逆電動(dòng)勢和順電流方向電勢逐漸降低，d→a→c無電動(dòng)勢是順電流方向電勢逐漸降低。線框全部在磁場中時(shí)，bc邊和ab邊產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢大小相等，方向是c→b和a→b，線框中無電流。c→b和a→b電勢都是逐漸升高，ac邊無電動(dòng)勢，各點(diǎn)電勢相等。線框穿出磁場時(shí)，ad邊動(dòng)生電動(dòng)勢方向是a→d，感應(yīng)電流方向是adbca。所以a→d電勢升高d→b→c→a無電動(dòng)勢各點(diǎn)電勢逐漸低。例2．如圖(2)所示，滑桿ab長為0.5米，電阻R1=0.2歐，以速度v=6.0m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)。勻強(qiáng)磁場B=0.2特。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，R2=0.4歐。若a點(diǎn)電勢選定為零，求b、c、d點(diǎn)的電勢。?ab桿切割

7、磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢εi=BLv，方向是b→a，電路中?=0.4伏，Uc=-0.4伏。c與b電勢相等Ub=-0.4伏。由b→a沿εi方向電勢升高0.6伏，但順電流方向要降低IiR1=1×0.2=0.2伏，故升高0.4伏，即Ua=0。