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

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1、（1）穩(wěn)恒磁場(chǎng)中的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),或者回路面積變化、取向變化等動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)（2）導(dǎo)體不動(dòng),磁場(chǎng)變化感生電動(dòng)勢(shì)引起磁通量變化的原因12.2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)法拉第電磁感應(yīng)定律1一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電場(chǎng)來(lái)源：洛倫茲力××××××××××××××××××××OP---++平衡時(shí)設(shè)桿長(zhǎng)為L(zhǎng),則方向?2解:例1一長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅棒在磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中,以角速度在與磁場(chǎng)方向垂直的平面上繞棒的一端轉(zhuǎn)動(dòng)。求:銅棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。方向OP×××××××××××××××××××××××××oP3例2一導(dǎo)線矩形框的平面與磁感

2、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m長(zhǎng)為l的可移動(dòng)的細(xì)導(dǎo)體棒MN;矩形框還接有一個(gè)電阻R,其值較之導(dǎo)線的電阻值要大得很多.若開(kāi)始時(shí),細(xì)導(dǎo)體棒以初速度沿如圖所示的矩形框運(yùn)動(dòng)。++++++求:棒的速率隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。4方向沿Ox軸反向。解:如圖建立坐標(biāo)棒中,且由++++++則5例3圓盤發(fā)電機(jī)。一半徑為R1的銅薄圓盤,以角速率繞通過(guò)盤心垂直的金屬軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。軸的半徑為R2，圓盤放在磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中,的方向亦與盤面垂直。有兩個(gè)集電刷a、b分別與圓盤的邊緣和轉(zhuǎn)軸相連，試計(jì)算它們之間的電勢(shì)差，并指

3、出何處的電勢(shì)高。...6解:因?yàn)閳A盤厚度<

4、量GSl10若閉合線圈l的電阻為R,感應(yīng)電流若螺線管內(nèi)的電流發(fā)生變化GSll中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)11GS不是電場(chǎng)力：不是洛侖茲力：因?yàn)橹車鷽](méi)有靜電場(chǎng)源。因?yàn)槁鍋銎澚σ?運(yùn)動(dòng)電荷進(jìn)入磁場(chǎng)才受洛侖茲力，而現(xiàn)在是先有磁場(chǎng)變化而后才有自由電荷作定向運(yùn)動(dòng)。線圈l中的自由電荷是在什么力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)？問(wèn)題:12因此,導(dǎo)體內(nèi)自由電荷作定向運(yùn)動(dòng)的非靜電力只能是變化的磁場(chǎng)引起的。這種非靜電力能對(duì)靜止電荷有作用力,因此,其本質(zhì)是電場(chǎng)力。麥克斯韋在進(jìn)行了上述分析之后,提出了渦旋電場(chǎng)的概念。131861年麥克斯韋提出了渦旋電場(chǎng)(感生電場(chǎng)

5、)的概念,麥克斯韋認(rèn)為：渦旋電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì),它對(duì)電荷有作用力。變化的磁場(chǎng)在其周圍空間激發(fā)出一種新的渦旋狀電場(chǎng),不管其周圍空間有無(wú)導(dǎo)體,不管周圍空間有否介質(zhì)還是真空;稱其為渦旋電場(chǎng)。相應(yīng)引入渦旋電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)1.渦旋電場(chǎng)142.渦旋電場(chǎng)的性質(zhì)(1)只要有變化的磁場(chǎng),就有渦旋電場(chǎng)。渦旋電場(chǎng)不是由電荷激發(fā)的。(2)渦旋電場(chǎng)的電場(chǎng)線是環(huán)繞磁感應(yīng)線的閉合曲線。因此渦旋電場(chǎng)的環(huán)流不為零,即(3)的通量　　　與類似,渦旋電場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)。153.Ek的環(huán)流與感生電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律又有因?yàn)榛芈凡粍?dòng),又,所以16可見(jiàn),

6、只要,感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的,感生電場(chǎng)也稱為渦旋電場(chǎng),是有旋場(chǎng),是非保守場(chǎng)。感生電場(chǎng)的環(huán)流就不為零。感生電場(chǎng)的環(huán)流171.計(jì)算磁通量的面積的周界就是式中的積分回路。2.公式中的負(fù)號(hào)是楞次定律的數(shù)學(xué)表示式。這時(shí)Ev的回繞方向與組成左螺旋,即用左手四指表示Ev的回繞方向,姆指表示的方向。Ev注意:18判定的方向注意是與,而不是與組成左螺旋。194.感生(渦旋)電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的比較共同處：這兩種電場(chǎng)都對(duì)電荷有力的作用。不同處：(1)電場(chǎng)激發(fā)(2)電場(chǎng)線渦旋電場(chǎng)是由變化磁場(chǎng)激發(fā)。靜電場(chǎng)是由電荷激發(fā)。渦旋電場(chǎng)線——環(huán)繞

7、磁感應(yīng)線的閉合曲線。靜電場(chǎng)線——不閉合,有頭有尾。20(4)電通量(3)電場(chǎng)的環(huán)流渦旋電場(chǎng)的環(huán)流不為零。靜電場(chǎng)的環(huán)流為零。靜電場(chǎng)對(duì)閉合曲面通量不為零。渦旋電場(chǎng)通量為零。21運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律,即先求線圈所在處的磁通量,再求磁通量的變化率。感生電動(dòng)勢(shì)計(jì)算方法1運(yùn)用Ｅk的環(huán)流定理,即感生電動(dòng)勢(shì)計(jì)算方法222應(yīng)用:渦電流當(dāng)大塊導(dǎo)體與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)或處在變化的磁場(chǎng)中,大塊導(dǎo)體中也會(huì)激起感應(yīng)電流,稱為渦電流。渦電流可以在導(dǎo)體中產(chǎn)生大量的熱量,其熱量與產(chǎn)生磁場(chǎng)的交變電流頻率的二次方成正比。23在工業(yè)生產(chǎn)中常用工頻感

8、應(yīng)爐來(lái)冶煉特種合金,生活中電磁灶也利用渦電流產(chǎn)生熱量來(lái)加熱食品。在變壓器,電動(dòng)機(jī)的鐵心中產(chǎn)生的渦電流會(huì)使鐵心溫度升高造成事故,常用彼此絕緣的硅鋼片來(lái)減少渦電流的影響。渦電流的熱效應(yīng)24例1法拉第電機(jī),設(shè)銅盤的半徑為R，角速度為?。求盤上沿半徑方向產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。銅盤可視為無(wú)數(shù)銅棒一端在圓心，另一端在圓周上,即為并聯(lián)，因此其電動(dòng)勢(shì)類似于一根銅棒繞其一端旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。解25解建立坐標(biāo)系，取線元dl，該