2021-2022學年高二物理競賽課件：感生電場與靜電場

1、感生電場與靜電場感生電場與靜電場 靜電場 感生電場共同點：對電荷有力的作用 對電荷有力的作用不同點：（保守場） （非保守場） 力線起始于正電荷或無窮遠，止于負電荷或無窮遠。（有源場）力線為無頭無尾的閉合曲線。（渦旋場）由靜止電荷產生 由變化的磁場產生1）電子感應加速器 Induction electron accelerator原理：在電磁鐵的兩極之間安置一個環(huán)形真空室，當用交變電流勵磁電磁鐵時，在環(huán)形室內除了有磁場外，還會感生出很強的、同心環(huán)狀的渦旋電場。用電子槍將電子注入環(huán)形室，電子在洛倫茲力的作用下，沿圓形軌道運動，在渦旋電場的作用下被加速。 電子感應加速器是利用渦旋電場加速電子以獲得高

2、能粒子的一種裝置。2）渦電流 當大塊導體放在變化的磁場中，在導體內部會產生感應電流，由于這種電流在導體內自成閉合回路，稱為渦電流。導體電磁爐步驟:1) 過考察點作一回路,規(guī)定其繞行方向.2) 用右手螺旋法則定出回路所圍面的 正法線方向or計算出：感生電場的方向與回路的繞行方向一致感生電場的方向與回路的繞行方向相反3）計算磁通量及隨時間的變化4）計算環(huán)路積分，利用：o 例 : 一半徑為 R 的長直螺線管中的電流隨時間變化，若管內磁感應強度 隨時間增大，即 ，求螺線管內外的感生電場分布。選擇一回路L，同心圓, 逆時針繞行,解：磁場具有軸對稱，分布均勻，而且磁場均勻變化，r1）管內：方向為逆時針方向

3、螺線管內外的感生電場線都是以螺線管軸線為圓心的 同心圓線，且在同一圓環(huán)上各點的 大小相等，o 例: 一半徑為 R 的長直螺線管中的電流隨時間變化，若管內磁感應強度 隨時間增大，即 ，求螺線管內外的感生電場分布。解：磁場具有軸對稱，分布均勻，而且磁場均勻變化，r螺線管內外的感生電場線都是以螺線管軸線為圓心的 同心圓線，且在同一圓環(huán)上各點的 大小相等，2）管外：方向為逆時針方向選擇一回路L，同心圓, 逆時針繞行,1） 定義求解：若導體不閉合，則：該方法只能用于E感為已知或可求解的情況。2）利用法拉第電磁感應定律求解：若導體不閉合，需作輔助線。 例: 在上題中，長直螺線管一截面內放置長為2R的金屬棒

4、，如圖所示， ab=bc=R，求棒中的感生電動勢。選 方向為積分路線解：1) 方法一：定義法感生電場：o 例: 在上題中，長直螺線管一截面內放置長為2R的金屬棒，如圖所示， ab=bc=R，求棒中的感生電動勢。選 方向為積分路線解： 1) 方法一：定義法感生電場：o 例: 在上題中，長直螺線管一截面內放置長為2R的金屬棒，如圖所示， ab=bc=R，求棒中的感生電動勢。選 方向為積分路線解：1) 方法一：定義法感生電場：o電動勢方向:c點電勢高 例: 在上題中，長直螺線管一截面內放置長為2R的金屬棒，如圖所示， ab=bc=R，求棒中的感生電動勢。解：o電動勢方向:c點電勢高連接oa、oc,

5、形成閉合回路，設回路繞行方向為逆時針方向2) 方法二： 法拉第電磁感應定律求解xOxdx解： 例 : 一長直導線通以電流 (、 I0為常數)， 近旁共面有一個邊長分別為l1和l2的單匝矩形線圈abcd， ab邊距直導線的距離為r，求矩形線圈中的感應電動勢。根據法拉第電磁感應定律：感應電動勢方向為逆時針方向感應電動勢方向為順時針方向dcbai 例: 一長直導線通以恒定電流 I ，近旁共面有一個邊長分別 為l1和l2的單匝矩形線圈abcd，若線圈垂直于導線以速度 向右勻速平移，當ab邊與長直導線的距離為r 時， 求矩形線圈中的感應電動勢。dcbaIxO解： 建立坐標系Ox如圖,xOxdx解： t 時刻，設ab邊與長直導線的距離為x0， 例 : 一長直導線通以恒定電流 I ，近旁共面有一個邊長分別 為l1和l2的單匝矩形線圈abcd，若線圈垂直于導線以速度 向右勻速平移，當ab邊與長直導線的距離為r 時， 求矩形線圈中的感應電動勢。x處的磁感應強度為：如圖?。篸S=l2dx方向方向取順時針方向為回路的繞行方向,dcbaI建立坐標系Ox如圖,xOxdx解： 例: 一長直導線通以恒定電流 I ，近旁共面有一個邊長分別 為l1和l2的單