動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)

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1、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì):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(dòng)勢(shì):由磁感強(qiáng)度變化引起Ф的變化動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)特殊情況下(B、V、L互相垂直時(shí))動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算電動(dòng)勢(shì)大小：方向:LV一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)2.(1)電源電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)(由靜電場(chǎng)力得來(lái))洛侖茲力：3.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的微觀機(jī)理電場(chǎng)力：當(dāng)洛侖茲力與電場(chǎng)力達(dá)到平衡時(shí)：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(dòng)勢(shì)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(shí)才有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì).LV回路中的電動(dòng)勢(shì)落在運(yùn)動(dòng)導(dǎo)

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

3、Er變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)!2.感應(yīng)電場(chǎng)與變化磁場(chǎng)的關(guān)系iErdtdB方向：左旋系統(tǒng)（或楞次定律）。二、感生電動(dòng)勢(shì)（2）數(shù)量關(guān)系：感應(yīng)電場(chǎng)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(dòng)勢(shì)。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(chǎng)局限范圍內(nèi)有感應(yīng)電場(chǎng)，在局限范圍外也有。30從已知的磁場(chǎng)變化dB/dt求感應(yīng)電場(chǎng)Ei數(shù)學(xué)上比較困難。40感應(yīng)電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的對(duì)比：靜電場(chǎng)感應(yīng)電場(chǎng)*對(duì)場(chǎng)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(shí)內(nèi)部場(chǎng)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(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流。

4、相同由變化的磁場(chǎng)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(chǎng)。電力線閉合、無(wú)源場(chǎng)。*場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理*保守場(chǎng)、可引入電位概念非保守場(chǎng)、不能引入電位無(wú)旋場(chǎng)有旋場(chǎng)例1.金屬桿長(zhǎng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度反時(shí)針繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，求桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小、方向。解法一：方向：解法二：任意時(shí)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(zhǎng)的金屬圓盤以?轉(zhuǎn)動(dòng)以下各種情況中求方向10棒兩端的電位差求任意時(shí)刻動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)？解法一：ABCDA組成閉合回路t時(shí)刻，AD,BC分別運(yùn)動(dòng)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(shí)刻，AD,BC分別運(yùn)動(dòng)到a＋v

5、t和b＋vt位置例在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，置有面積為S的可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的N匝線圈.若線圈以角速度作勻速轉(zhuǎn)動(dòng).求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).解設(shè)時(shí),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(chǎng)相垂直.在此矩形框上，有一質(zhì)量為長(zhǎng)為的可移動(dòng)的細(xì)導(dǎo)體棒；矩形框還接有一個(gè)電阻，其值較之導(dǎo)線的電阻值要大得很多.開始時(shí)，細(xì)導(dǎo)體棒以速度沿如圖所示的矩形框運(yùn)動(dòng)，試求棒的速率隨時(shí)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(zhǎng)直螺線管內(nèi)的一個(gè)半徑為R的圓柱形空間內(nèi)存在如圖所示軸對(duì)稱的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，當(dāng)B正以dB/dt的變化率增加時(shí):（1）求感應(yīng)電場(chǎng)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(shí)感應(yīng)電場(chǎng)力所作的功.解（1）感應(yīng)電場(chǎng)是非保守場(chǎng),不能引入電位的概念。例4.在例3的場(chǎng)中h處，放入一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab，求棒上的感生電動(dòng)勢(shì)。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(dòng)勢(shì)大小為：其中的大小與h有關(guān)，與棒的方位無(wú)關(guān)。方向：h=0時(shí)，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(dòng)勢(shì)，可用兩種方法：10用Ei求，要用磁場(chǎng)外面的感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度Ei各邊的電動(dòng)勢(shì)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(shí)間均勻變化的磁場(chǎng)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(chǎng)電場(chǎng)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(dòng)勢(shì)及磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)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(dòng)勢(shì)為則半圓形導(dǎo)線abc的感生電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)為對(duì)于給定的回路，有所以均勻磁場(chǎng)與導(dǎo)體回路法線的夾角為磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線性增加邊長(zhǎng)以速度向右滑動(dòng)。求任意時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大