《2021-2022学年高二物理竞赛课件：动生电动势 感生电动势.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：动生电动势 感生电动势.pptx（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、上页上页下页下页要要求求在在电电源源内内电电路路中中存存在在一一种种能能反反抗抗静静电电力力、并并把把正正电电荷荷由负极低电势处推向正极高电势处的由负极低电势处推向正极高电势处的非静电力非静电力Fk 电源电源电源电源什么装置能提供非静电力？什么装置能提供非静电力？例例:干电池、发电机、太阳能电池干电池、发电机、太阳能电池能将其他形式的能量能将其他形式的能量转化为电能的装置转化为电能的装置如何度量这种本领？如何度量这种本领？-电动势电动势一、电源一、电源 电动势电动势 G。Fk Fe+6.2 动生电动势动生电动势 感生电动势感生电动势上页上页下页下页电动势：电动势：非静电力对应非静电场非静电力对
2、应非静电场从场的观点从场的观点：电源把单位正电荷经内电路从电源把单位正电荷经内电路从负极移到正极的过程中，非静负极移到正极的过程中，非静电力电力Fk所作的功所作的功 上页上页下页下页基本概念基本概念感生电动势：感生电动势：二、动生电动势二、动生电动势根据根据引起磁通量变化的原因引起磁通量变化的原因不同，将感应电动势划分为不同，将感应电动势划分为磁场分布不变磁场分布不变,导体回路或导线在磁场中运动而引导体回路或导线在磁场中运动而引起的感应电动势起的感应电动势动生电动势：动生电动势：导体回路不动导体回路不动,磁场随时间发生变化而引起的感应磁场随时间发生变化而引起的感应电动势电动势 GbafmFed
3、c当当 时达到平衡时达到平衡上页上页下页下页动生电动势怎么产生的？动生电动势怎么产生的？导线运动，其中的自由电导线运动，其中的自由电子受洛伦兹力而定向运动子受洛伦兹力而定向运动产生电动势。产生电动势。洛伦兹力可以看作电子受的洛伦兹力可以看作电子受的 非静电力。非静电力。根据电源电动势的定义根据电源电动势的定义非静电场强非静电场强确定动生电动势的确定动生电动势的“方向方向”+B在磁场中运动的任意形状在磁场中运动的任意形状的导线，其动生电动势为：的导线，其动生电动势为：上页上页下页下页(1)适用于一切产生电动势的回路适用于一切产生电动势的回路(2)适用于切割磁力线的导体适用于切割磁力线的导体(3)
4、说明：说明：(4)闭合回路中的动生电动势为闭合回路中的动生电动势为上页上页下页下页例例1在匀强磁场在匀强磁场 B 中，长中，长 L 的铜棒绕其一端的铜棒绕其一端 O 在垂直于在垂直于 B 的的平面内转动，角速度为平面内转动，角速度为 OL求求 棒上的电动势棒上的电动势解解 方法一方法一 (动生电动势动生电动势):):dl方向方向方法二方法二(法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律):):在在 dt 时间内导体棒切割磁场线时间内导体棒切割磁场线方向由楞次定律确定方向由楞次定律确定AO上页上页下页下页直导线直导线AB以速率以速率v沿平行于长直载流导线的方向运动，沿平行于长直载流导线的方向运动，AB与
5、载与载流直导线共面，且与它垂直。设直导线中的电流为流直导线共面，且与它垂直。设直导线中的电流为I,导线导线AB长长为为L，A端到直导线的距离为端到直导线的距离为d.解：解：利用动生电动势定义求解利用动生电动势定义求解 例例2:2:求：求：导线导线AB上的感应电动势上的感应电动势dxdx上的动生电动势为上的动生电动势为 负号表明：负号表明：A A端电势高端电势高 上页上页下页下页 三、感生电动势三、感生电动势1、感生电动势：、感生电动势：导体回路不动导体回路不动,磁场随时间发生变化而引起的感应磁场随时间发生变化而引起的感应电动势电动势静止的导线圈，只要磁场变化，其中就会有电流。静止的导线圈，只要
6、磁场变化，其中就会有电流。MaxwellMaxwell假设假设：随时间变化的磁场在其周围会激发一种电场，：随时间变化的磁场在其周围会激发一种电场，这种电场称为这种电场称为感生电场感生电场，其场强用，其场强用Ek表示表示。有有 I I（感）（感）,必有必有 i 存在，非静电力是什么？存在，非静电力是什么？感生电场感生电场对电荷有力的作用，这种力提供了对电荷有力的作用，这种力提供了非静电力非静电力感生电动势为：感生电动势为：上页上页下页下页2.2.感生电场感生电场感生电场的性质感生电场的性质表明：感生电场为表明：感生电场为无源场无源场表明：感生电场为表明：感生电场为非保守场非保守场,（非势场）（非
7、势场）感生电场线是无头无尾的闭合曲线。感生电场线是无头无尾的闭合曲线。感生电场也叫做感生电场也叫做涡旋电场涡旋电场上页上页下页下页静电场与涡旋电场比较静电场与涡旋电场比较相同点相同点静电场静电场 涡旋电场涡旋电场对电荷都有作用力对电荷都有作用力不同点不同点起源起源静止电荷静止电荷性质性质保守场保守场非保守场非保守场有源场有源场无源场无源场变化磁场变化磁场上页上页下页下页法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 v感生电动势的计算感生电动势的计算因为回路固定不动，磁通量的变化仅来自磁场的变化因为回路固定不动，磁通量的变化仅来自磁场的变化 在变化的磁场中，有旋电场强度对在变化的磁场中，有旋电场强度对任
8、意闭合路径任意闭合路径任意闭合路径任意闭合路径 L L的线积的线积分等于这一闭合路径所分等于这一闭合路径所包围面积包围面积包围面积包围面积上磁通量的变化率。上磁通量的变化率。上页上页下页下页说明：说明：BEVBEV符合符合左螺旋左螺旋法则法则,此关系满足楞次定律此关系满足楞次定律与与上页上页下页下页R例例1:求：求：解：解：在半径为在半径为R 的无限长直螺线管中内部的磁场的无限长直螺线管中内部的磁场B随时间做线性随时间做线性变化变化（）管内外的感生电场管内外的感生电场rEk管内：管内：管外：管外：rRO上页上页下页下页Rba RbadlEkEkrh长直螺线管磁场长直螺线管磁场Uab 例例2:2
9、:求求:(1)(1)直径上放一导体杆直径上放一导体杆ab ，(2)(2)导体杆位置如图时，导体杆位置如图时，Uab解解:(1)(2)方法方法1 1：上页上页下页下页方法方法2 2：构造闭合回路构造闭合回路L LRba ,并判断并判断b，c 两点的电势高低。两点的电势高低。求求:bacO解解:上页上页下页下页四、涡电流四、涡电流产生原因：产生原因：大块的金属导体处在大块的金属导体处在变化的磁场中变化的磁场中时，通过金属时，通过金属块的块的磁通量发生变化磁通量发生变化，从而产生，从而产生感应电动势感应电动势，在，在金属内部形成电流，称为金属内部形成电流，称为涡电流涡电流。I()I()I()I()I
10、涡电流特点：涡电流特点：1.热效应：热效应：表明：表明：交流电频率越高发热越多交流电频率越高发热越多感应加感应加热原理热原理2.磁效应：磁效应：阻尼摆阻尼摆上页上页下页下页小结：小结：感生电动势：感生电动势：磁场分布不变磁场分布不变,回路或导线在磁场中运动而引起的感应电动势回路或导线在磁场中运动而引起的感应电动势动生电动势：动生电动势：导体回路不动导体回路不动,磁场随时间发生变化而引起的感应电动势磁场随时间发生变化而引起的感应电动势(1)适用于一切产生电动势的回路适用于一切产生电动势的回路(2)适用于切割磁力线的导体适用于切割磁力线的导体(3)(4)闭合回路中的动生电动势为闭合回路中的动生电动
11、势为在磁场中运动的任意形状在磁场中运动的任意形状的导线，其动生电动势为：的导线，其动生电动势为：上页上页下页下页感生电动势：感生电动势：导体回路不动导体回路不动,磁场随时间发生变化而引起的感应磁场随时间发生变化而引起的感应电动势电动势感生电动势的计算感生电动势的计算MaxwellMaxwell假设假设：随时间变化的磁场在其周围会激发一种电场，：随时间变化的磁场在其周围会激发一种电场，这种电场称为这种电场称为感生电场感生电场，其场强用，其场强用Ek表示表示。感生电场的性质感生电场的性质表明：感生电场为表明：感生电场为无源场无源场表明：感生电场为表明：感生电场为非保守场非保守场,（非势场）（非势场）