高中物理奧林匹克競(jìng)賽專題-電磁感應(yīng)課件

2022/11/22高中物理奧林匹克競(jìng)賽專題——電磁感應(yīng)2022/10/23高中物理奧林匹克競(jìng)賽專題——電磁感應(yīng)1

1820奧斯特電流磁效應(yīng)對(duì)稱性磁的電效應(yīng)？法拉第電磁感應(yīng)定律

丹麥物理學(xué)家奧斯特(1777—1851)1820奧斯特電流磁效應(yīng)對(duì)稱性磁的電效應(yīng)？法拉第電2§1法拉第電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)的基本現(xiàn)象B變NSKB變§1法拉第電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)的基本現(xiàn)象B變NSK3BS變Bθ變wn0θBS變Bθ變wn0θ4規(guī)律：線圈中的B、面積S、兩者的夾角θ變化都會(huì)使線圈中產(chǎn)生電流電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)通過一個(gè)閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，不管這種變化是由于什么原因產(chǎn)生的，回路中就會(huì)有電流出現(xiàn)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：由于回路的磁通量發(fā)生變化而引起的電動(dòng)勢(shì)。規(guī)律：線圈中的B、面積S、兩者的夾角θ變化都會(huì)使線圈中產(chǎn)生電5將磁鐵插入非金屬環(huán)中，環(huán)內(nèi)有無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？有無感應(yīng)電流?有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在，因R=而無感應(yīng)電流。SV變感應(yīng)電流I感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e本質(zhì)將磁鐵插入非金屬環(huán)中，環(huán)內(nèi)有有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在，因R=而無感6二、楞次定律“閉合導(dǎo)體回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它所激發(fā)的磁場(chǎng)來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”

當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的場(chǎng)與原磁場(chǎng)相反當(dāng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的場(chǎng)與原磁場(chǎng)相同

電動(dòng)勢(shì)方向的判定：磁通量的變化感應(yīng)電流的

磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流

的方向電動(dòng)勢(shì)

的方向二、楞次定律“閉合導(dǎo)體回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它所激7I1vISV楞次定律的另一種表述：“感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因”“原因”即磁通變化的原因，“效果”即感應(yīng)電流的場(chǎng)I1vISV楞次定律的另一種表述：“感應(yīng)電流的效果總是反8三、法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：1.大?。?.方向：兩種方法可以判斷方法1：由楞次定律判斷感應(yīng)電流I方向，再由I方向判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε的方向三、法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：1.大小：2.方向：兩9方法2：2）當(dāng)磁力線方向與繞行方向成右螺時(shí)磁通量為正；反之為負(fù)。3）由法拉第電磁感應(yīng)定律求e1）首先任意規(guī)定回路的繞行方向4）若e0，說明電動(dòng)勢(shì)方向與繞行方向一致；反之，相反。方法2：2）當(dāng)磁力線方向與繞行方向成右螺時(shí)磁通量為正；反之為10如均勻磁場(chǎng).....................均勻磁場(chǎng)>若繞行方向取如圖所示的回路方向磁力線方向與繞行方向成右螺，則磁通量為正，<0求：回路中的電動(dòng)勢(shì)由即負(fù)號(hào)說明電動(dòng)勢(shì)的方向與所設(shè)的繞行方向相反如均勻磁場(chǎng).......均勻磁場(chǎng)>若繞行方向11若繞行方向取如圖所示的方向.....................均勻磁場(chǎng)>0按約定，磁通量取負(fù)由正號(hào)說明電動(dòng)勢(shì)的方向與所設(shè)繞行方向一致兩種規(guī)定繞行方向得到的結(jié)果相同S若繞行方向取如圖所示的方向.......均勻12對(duì)于由N匝組成的線圈（串聯(lián)回路）則有——全磁通每匝中穿過的磁通分別為：對(duì)于由N匝組成的線圈（串聯(lián)回路）則有——全磁通每匝中穿13L解：2）任時(shí)刻通過線圈平面的磁通量為1）如圖規(guī)定L的正方向例1.一面積為S的單匝平面線圈以恒定角速度w在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)軸與線圈共面，且與B垂直。設(shè)t=0時(shí)，線圈法向與B同方向，求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3）結(jié)果推廣到N匝線圈L解：2）任時(shí)刻通過14均勻磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間周期性變化回路中的感應(yīng)電流：在線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線圈中將持續(xù)產(chǎn)生交變電流和交變電動(dòng)勢(shì)，使機(jī)械能不斷的轉(zhuǎn)化為電能，這就是交流發(fā)電機(jī)的工作原理。均勻磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間周期性變化回路中15例2：長(zhǎng)直導(dǎo)線通交流電，置于真空中求：與其共面的N匝矩形回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解:設(shè)當(dāng)I0時(shí)，電流方向如圖已知其中I0和是大于零的常數(shù)1)設(shè)回路L方向如圖IoxabhxdxL如圖取面元dS2)建坐標(biāo)系如圖例2：長(zhǎng)直導(dǎo)線通交流電，置于真空中解:設(shè)當(dāng)I0時(shí)，電流16IoxabhxdxL3)交變的電動(dòng)勢(shì)IoxabhxdxL3)交變的電動(dòng)勢(shì)17bae按磁通量變化原因把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為兩種基本形式導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)由于磁場(chǎng)變化而引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電源：提供非靜電力的裝置非靜電力

：把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極Ibae按磁通量變化原因把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為兩種基本形式導(dǎo)體在磁場(chǎng)18稱為非靜電性場(chǎng)強(qiáng)定義：電源電動(dòng)勢(shì)1）電動(dòng)勢(shì)方向由“-”經(jīng)電源“+”2）e與兩極電壓關(guān)系稱為非靜電性場(chǎng)強(qiáng)定義：電源電動(dòng)勢(shì)1）電動(dòng)勢(shì)方向由“-”經(jīng)電源19一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的起因和計(jì)算公式導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

§2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)voxx(t)LabI方向：ab楞次定律右手定則一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的起因和計(jì)算公式導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生§220V-ab-+1)非靜電力相當(dāng)于把正電荷從a移到b2)非靜電性場(chǎng)強(qiáng)3)電動(dòng)勢(shì)直導(dǎo)體棒在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特例V-ab-+1)非靜電力相當(dāng)于把正電荷從a移到b2)非靜電性21非均勻磁場(chǎng)而且導(dǎo)體各段運(yùn)動(dòng)速度不同的情況一般公式考慮以速度v運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體元dl非均勻磁場(chǎng)而且導(dǎo)體各段運(yùn)動(dòng)速度不同的情況一般公式考慮以速度v22說明①eab表明積分方向由ab,即dl方向沿ab方向eab>0則e方向abeab<0則e方向ba②eab=Ub-Uaeab>0Ub>Uab端電勢(shì)高,積累正電荷eab<0Ub<Uaa端電勢(shì)高,積累正電荷說明①eab表明積分方向由ab,即dl方向沿ab方向23例1:求長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab上的電動(dòng)勢(shì)va解:1)在動(dòng)棒上任選dl:方向:2)3)求eabdlqaabab2.舉例b端積累正電荷,電勢(shì)高例1:求長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab上的電動(dòng)勢(shì)24avab導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)結(jié)論vabavab導(dǎo)體切割磁力25例2：如圖,求導(dǎo)線棒cd上電動(dòng)勢(shì)abvcddlxxI×解:1)在動(dòng)棒cd上任選dl:方向:2)求ecddl=dx例2：如圖,求導(dǎo)線棒cd上電動(dòng)勢(shì)abvcddlxxI×解:126abvcddlxxI3)c端電勢(shì)高,積累正電荷或用右手定則也可判斷abvcddlxxI3)c端電勢(shì)高,積累正電荷或用右手定則也27方向:例3：長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒在均勻磁場(chǎng)中以勻角速度繞點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng),求eoa。oaoadlv=r1)在動(dòng)棒oa上任選dl:2)ao3)rO端電勢(shì)高方向:例3：長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒在均勻磁場(chǎng)中以勻角速度繞點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)28若為半徑R的導(dǎo)體圓盤，可視為無數(shù)導(dǎo)體棒一端在圓心，另一端在圓周上，即為并聯(lián)，因此其電動(dòng)勢(shì)類似于一根導(dǎo)體棒繞其一端旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。盤邊與盤心的電勢(shì)差盤心o電勢(shì)高woa法拉第電機(jī)原理：P187例20.1若為半徑R的導(dǎo)體圓盤，可視為無數(shù)導(dǎo)體棒一端在圓心，另一端在圓29例在空間均勻的磁場(chǎng)中設(shè)導(dǎo)線ab繞Z軸以

勻速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線ab與Z軸夾角為求：導(dǎo)線ab中的電動(dòng)勢(shì)方向從ab例在空間均勻的磁場(chǎng)中設(shè)導(dǎo)線ab繞Z軸以勻速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線30適用于一切產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的回路討論適用于切割磁力線的導(dǎo)體適用于一切產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的回路討論31§3感生電動(dòng)勢(shì)和感生電場(chǎng)一、感生電動(dòng)勢(shì)回路靜止；由于磁場(chǎng)變化引起回路包圍的磁通變化時(shí)，在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。B增大-EI感(圖中設(shè)B隨t增大)感-e如圖導(dǎo)體回路，當(dāng)B

隨t增大時(shí)，形成感、I感

§3感生電動(dòng)勢(shì)和感生電場(chǎng)一、感生電動(dòng)勢(shì)回路靜止；由于磁場(chǎng)32Maxwell：變化的磁場(chǎng)在其周圍空間要激發(fā)一種電場(chǎng)。Maxwell（1831----1879)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：非靜電力洛侖茲力感生電動(dòng)勢(shì)：非靜電力

？Maxwell：變化的磁場(chǎng)在其周圍空間要激發(fā)一種電場(chǎng)。Ma33二、感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）感生電場(chǎng)感生現(xiàn)象中，電荷受到的非靜電力，是由變化的磁場(chǎng)在其周圍空間激發(fā)一種電場(chǎng)提供的。這種電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）感生電場(chǎng)為非靜電性場(chǎng)強(qiáng)，故：1.感生電場(chǎng)感生電場(chǎng)力二、感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）感生電場(chǎng)感生現(xiàn)象中，電荷受到的非靜電34Maxwell：磁場(chǎng)變化時(shí)，不僅在導(dǎo)體回路中，而且在其周圍空間任一點(diǎn)激發(fā)電場(chǎng)，感生電場(chǎng)沿任何閉合回路的線積分都滿足下述關(guān)系：S面是L曲線所包圍的面，L的繞行方向與S面的

法線方向成右手螺旋關(guān)系。Maxwell：磁場(chǎng)變化時(shí)，不僅在導(dǎo)體回路中，而且在其周圍空35一般情況下，空間電場(chǎng)強(qiáng)度為：電場(chǎng)和磁場(chǎng)關(guān)系的一個(gè)普遍基本規(guī)律一般情況下，空間電場(chǎng)強(qiáng)度為：電場(chǎng)和磁場(chǎng)關(guān)系的一個(gè)普遍基本規(guī)律36起源由靜止電荷激發(fā)由變化的磁場(chǎng)激發(fā)電力線形狀電力線為非閉合曲線電力線為閉合曲線感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的區(qū)別電場(chǎng)的性質(zhì)為保守場(chǎng)作功與路徑無關(guān)為非保守場(chǎng)作功與路徑有關(guān)靜電場(chǎng)為有源場(chǎng)感生電場(chǎng)為無源場(chǎng)靜電場(chǎng)感生電場(chǎng)起源由靜止電荷激發(fā)由變化的磁場(chǎng)激發(fā)電力線形狀電力線為非閉合曲37感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法一，由

需先算E感(有時(shí)需設(shè)計(jì)一個(gè)閉合回路)方法二，由感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法一，由需先算E感382.感生電場(chǎng)的計(jì)算例：空間均勻的磁場(chǎng)被限制在圓柱體內(nèi)，磁感強(qiáng)度方向平行柱軸，如長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部的場(chǎng)。磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，且設(shè)dB/dt=C>0，求圓柱內(nèi)外的感生電場(chǎng)。

則感生電場(chǎng)具有柱對(duì)稱分布當(dāng)具有某種對(duì)稱性才有可能計(jì)算出來2.感生電場(chǎng)的計(jì)算例：空間均勻的磁場(chǎng)被限制在圓柱體內(nèi)，磁感強(qiáng)39××××××××××××××RrL1回路L1r<R此特點(diǎn)：同心圓環(huán)上各點(diǎn)大小相同，方向沿圓周切向，且為逆時(shí)針回路L2r>RL2r××××××××××××××RrL1回路L1r<R此40可見變化的磁場(chǎng)在其周圍空間任一點(diǎn)都產(chǎn)生感生電場(chǎng)可見變化的磁場(chǎng)在其周圍空間任一點(diǎn)都產(chǎn)生感生電場(chǎng)41rRB(t)EiB(t)oa求半徑oa線上的感生電動(dòng)勢(shì)可利用這一特點(diǎn)較方便地求其它線段內(nèi)的感生電動(dòng)勢(shì)：補(bǔ)上半徑方向的線段構(gòu)成回路，利用法拉第電磁感應(yīng)定律.rRB(t)EiB(t)oa求半徑oa線上的感生電動(dòng)勢(shì)可利42abB(t)o線段ab內(nèi)的感生電動(dòng)勢(shì)補(bǔ)上兩個(gè)半徑oa和bo與ab構(gòu)成回路obaoababB(t)o線段ab內(nèi)的感生電動(dòng)勢(shì)補(bǔ)上兩個(gè)半徑oa和bo43電子感應(yīng)加速器討論渦流1)感生電場(chǎng)，源于法拉第電磁感應(yīng)定律又高于

法拉第電磁感應(yīng)定律。其存在已被包括電磁波在內(nèi)的許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)所證實(shí)。2)感生電場(chǎng)的應(yīng)用電子感應(yīng)加速器討論渦流1)感生電場(chǎng)，源于法拉第電磁感應(yīng)定律44電子感應(yīng)加速器是應(yīng)用感生電場(chǎng)加速電子的裝置

核物理的研究、工業(yè)探傷、醫(yī)療癌癥。電子感應(yīng)加速器是應(yīng)用感生電場(chǎng)加速電子的裝置核物理的研究、工45

將導(dǎo)體放入變化的磁場(chǎng)中時(shí)，由于在變化的磁場(chǎng)周圍存在著渦旋的感生電場(chǎng)，感生電場(chǎng)作用在導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷上，使電荷運(yùn)動(dòng)，形成渦電流。I渦1.渦電流渦電流(1)工頻感應(yīng)爐的應(yīng)用

在冶金工業(yè)中，某些熔化活潑的稀有金屬在高溫下容易氧化，將其放在真空環(huán)境中的坩堝中，坩堝外繞著通有交流電的線圈，對(duì)金屬加熱，防止氧化。抽真空2.渦電流的應(yīng)用將導(dǎo)體放入變化的磁場(chǎng)中時(shí)，由于在變化的磁場(chǎng)周圍存在著46(2)用渦電流加熱金屬電極

在制造電子管、顯像管或激光管時(shí)，在做好后要抽氣封口，但管子里金屬電極上吸附的氣體不易很快放出，必須加熱到高溫才能放出而被抽走,利用渦電流加熱的方法，一邊加熱，一邊抽氣，然后封口。抽真空接高頻發(fā)生器顯像管(3)電磁爐

在市面上出售的一種加熱炊具----電磁爐。這種電磁爐加熱時(shí)爐體本身并不發(fā)熱，在爐內(nèi)有一線圈，當(dāng)接通交流電時(shí)，在爐體周圍產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬容器放在爐上時(shí)，在容器上產(chǎn)生渦電流，使容器發(fā)熱，達(dá)到加熱食物的目的。(2)用渦電流加熱金屬電極在制造電子管、顯像管或激光管472022/11/22高中物理奧林匹克競(jìng)賽專題——電磁感應(yīng)2022/10/23高中物理奧林匹克競(jìng)賽專題——電磁感應(yīng)48

1820奧斯特電流磁效應(yīng)對(duì)稱性磁的電效應(yīng)？法拉第電磁感應(yīng)定律

丹麥物理學(xué)家奧斯特(1777—1851)1820奧斯特電流磁效應(yīng)對(duì)稱性磁的電效應(yīng)？法拉第電49§1法拉第電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)的基本現(xiàn)象B變NSKB變§1法拉第電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)的基本現(xiàn)象B變NSK50BS變Bθ變wn0θBS變Bθ變wn0θ51規(guī)律：線圈中的B、面積S、兩者的夾角θ變化都會(huì)使線圈中產(chǎn)生電流電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)通過一個(gè)閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，不管這種變化是由于什么原因產(chǎn)生的，回路中就會(huì)有電流出現(xiàn)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：由于回路的磁通量發(fā)生變化而引起的電動(dòng)勢(shì)。規(guī)律：線圈中的B、面積S、兩者的夾角θ變化都會(huì)使線圈中產(chǎn)生電52將磁鐵插入非金屬環(huán)中，環(huán)內(nèi)有無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？有無感應(yīng)電流?有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在，因R=而無感應(yīng)電流。SV變感應(yīng)電流I感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e本質(zhì)將磁鐵插入非金屬環(huán)中，環(huán)內(nèi)有有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在，因R=而無感53二、楞次定律“閉合導(dǎo)體回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它所激發(fā)的磁場(chǎng)來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”

當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的場(chǎng)與原磁場(chǎng)相反當(dāng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的場(chǎng)與原磁場(chǎng)相同

電動(dòng)勢(shì)方向的判定：磁通量的變化感應(yīng)電流的

磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流

的方向電動(dòng)勢(shì)

的方向二、楞次定律“閉合導(dǎo)體回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它所激54I1vISV楞次定律的另一種表述：“感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因”“原因”即磁通變化的原因，“效果”即感應(yīng)電流的場(chǎng)I1vISV楞次定律的另一種表述：“感應(yīng)電流的效果總是反55三、法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：1.大?。?.方向：兩種方法可以判斷方法1：由楞次定律判斷感應(yīng)電流I方向，再由I方向判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε的方向三、法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：1.大?。?.方向：兩56方法2：2）當(dāng)磁力線方向與繞行方向成右螺時(shí)磁通量為正；反之為負(fù)。3）由法拉第電磁感應(yīng)定律求e1）首先任意規(guī)定回路的繞行方向4）若e0，說明電動(dòng)勢(shì)方向與繞行方向一致；反之，相反。方法2：2）當(dāng)磁力線方向與繞行方向成右螺時(shí)磁通量為正；反之為57如均勻磁場(chǎng).....................均勻磁場(chǎng)>若繞行方向取如圖所示的回路方向磁力線方向與繞行方向成右螺，則磁通量為正，<0求：回路中的電動(dòng)勢(shì)由即負(fù)號(hào)說明電動(dòng)勢(shì)的方向與所設(shè)的繞行方向相反如均勻磁場(chǎng).......均勻磁場(chǎng)>若繞行方向58若繞行方向取如圖所示的方向.....................均勻磁場(chǎng)>0按約定，磁通量取負(fù)由正號(hào)說明電動(dòng)勢(shì)的方向與所設(shè)繞行方向一致兩種規(guī)定繞行方向得到的結(jié)果相同S若繞行方向取如圖所示的方向.......均勻59對(duì)于由N匝組成的線圈（串聯(lián)回路）則有——全磁通每匝中穿過的磁通分別為：對(duì)于由N匝組成的線圈（串聯(lián)回路）則有——全磁通每匝中穿60L解：2）任時(shí)刻通過線圈平面的磁通量為1）如圖規(guī)定L的正方向例1.一面積為S的單匝平面線圈以恒定角速度w在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)軸與線圈共面，且與B垂直。設(shè)t=0時(shí)，線圈法向與B同方向，求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3）結(jié)果推廣到N匝線圈L解：2）任時(shí)刻通過61均勻磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間周期性變化回路中的感應(yīng)電流：在線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線圈中將持續(xù)產(chǎn)生交變電流和交變電動(dòng)勢(shì)，使機(jī)械能不斷的轉(zhuǎn)化為電能，這就是交流發(fā)電機(jī)的工作原理。均勻磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間周期性變化回路中62例2：長(zhǎng)直導(dǎo)線通交流電，置于真空中求：與其共面的N匝矩形回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解:設(shè)當(dāng)I0時(shí)，電流方向如圖已知其中I0和是大于零的常數(shù)1)設(shè)回路L方向如圖IoxabhxdxL如圖取面元dS2)建坐標(biāo)系如圖例2：長(zhǎng)直導(dǎo)線通交流電，置于真空中解:設(shè)當(dāng)I0時(shí)，電流63IoxabhxdxL3)交變的電動(dòng)勢(shì)IoxabhxdxL3)交變的電動(dòng)勢(shì)64bae按磁通量變化原因把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為兩種基本形式導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)由于磁場(chǎng)變化而引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電源：提供非靜電力的裝置非靜電力

：把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極Ibae按磁通量變化原因把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為兩種基本形式導(dǎo)體在磁場(chǎng)65稱為非靜電性場(chǎng)強(qiáng)定義：電源電動(dòng)勢(shì)1）電動(dòng)勢(shì)方向由“-”經(jīng)電源“+”2）e與兩極電壓關(guān)系稱為非靜電性場(chǎng)強(qiáng)定義：電源電動(dòng)勢(shì)1）電動(dòng)勢(shì)方向由“-”經(jīng)電源66一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的起因和計(jì)算公式導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

§2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)voxx(t)LabI方向：ab楞次定律右手定則一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的起因和計(jì)算公式導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生§267V-ab-+1)非靜電力相當(dāng)于把正電荷從a移到b2)非靜電性場(chǎng)強(qiáng)3)電動(dòng)勢(shì)直導(dǎo)體棒在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特例V-ab-+1)非靜電力相當(dāng)于把正電荷從a移到b2)非靜電性68非均勻磁場(chǎng)而且導(dǎo)體各段運(yùn)動(dòng)速度不同的情況一般公式考慮以速度v運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體元dl非均勻磁場(chǎng)而且導(dǎo)體各段運(yùn)動(dòng)速度不同的情況一般公式考慮以速度v69說明①eab表明積分方向由ab,即dl方向沿ab方向eab>0則e方向abeab<0則e方向ba②eab=Ub-Uaeab>0Ub>Uab端電勢(shì)高,積累正電荷eab<0Ub<Uaa端電勢(shì)高,積累正電荷說明①eab表明積分方向由ab,即dl方向沿ab方向70例1:求長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab上的電動(dòng)勢(shì)va解:1)在動(dòng)棒上任選dl:方向:2)3)求eabdlqaabab2.舉例b端積累正電荷,電勢(shì)高例1:求長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab上的電動(dòng)勢(shì)71avab導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)結(jié)論vabavab導(dǎo)體切割磁力72例2：如圖,求導(dǎo)線棒cd上電動(dòng)勢(shì)abvcddlxxI×解:1)在動(dòng)棒cd上任選dl:方向:2)求ecddl=dx例2：如圖,求導(dǎo)線棒cd上電動(dòng)勢(shì)abvcddlxxI×解:173abvcddlxxI3)c端電勢(shì)高,積累正電荷或用右手定則也可判斷abvcddlxxI3)c端電勢(shì)高,積累正電荷或用右手定則也74方向:例3：長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒在均勻磁場(chǎng)中以勻角速度繞點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng),求eoa。oaoadlv=r1)在動(dòng)棒oa上任選dl:2)ao3)rO端電勢(shì)高方向:例3：長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒在均勻磁場(chǎng)中以勻角速度繞點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)75若為半徑R的導(dǎo)體圓盤，可視為無數(shù)導(dǎo)體棒一端在圓心，另一端在圓周上，即為并聯(lián)，因此其電動(dòng)勢(shì)類似于一根導(dǎo)體棒繞其一端旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。盤邊與盤心的電勢(shì)差盤心o電勢(shì)高woa法拉第電機(jī)原理：P187例20.1若為半徑R的導(dǎo)體圓盤，可視為無數(shù)導(dǎo)體棒一端在圓心，另一端在圓76例在空間均勻的磁場(chǎng)中設(shè)導(dǎo)線ab繞Z軸以

勻速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線ab與Z軸夾角為求：導(dǎo)線ab中的電動(dòng)勢(shì)方向從ab例在空間均勻的磁場(chǎng)中設(shè)導(dǎo)線ab繞Z軸以勻速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線77適用于一切產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的回路討論適用于切割磁力線的導(dǎo)體適用于一切產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的回路討論78§3感生電動(dòng)勢(shì)和感生電場(chǎng)一、感生電動(dòng)勢(shì)回路靜止；由于磁場(chǎng)變化引起回路包圍的磁通變化時(shí)，在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。B增大-EI感(圖中設(shè)B隨t增大)感-e如圖導(dǎo)體回路，當(dāng)B

隨t增大時(shí)，形成感、I感

§3感生電動(dòng)勢(shì)和感生電場(chǎng)一、感生電動(dòng)勢(shì)回路靜止；由于磁場(chǎng)79Maxwell：變化的磁場(chǎng)在其周圍空間要激發(fā)一種電場(chǎng)。Maxwell（1831----1879)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：非靜電力洛侖茲力感生電動(dòng)勢(shì)：非靜電力

？Maxwell：變化的磁場(chǎng)在其周圍空間要激發(fā)一種電場(chǎng)。Ma80二、感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）感生電場(chǎng)感生現(xiàn)象中，電荷受到的非靜電力，是由變化的磁場(chǎng)在其周圍空間激發(fā)一種電場(chǎng)提供的。這種電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）感生電場(chǎng)為非靜電性場(chǎng)強(qiáng)，故：1.感生電場(chǎng)感生電場(chǎng)力二、感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）感生電場(chǎng)感生現(xiàn)象中，電荷受到的非靜電81Maxwell：磁場(chǎng)變化時(shí)，不僅在導(dǎo)體回路中，而且在其周圍空間任一點(diǎn)激發(fā)電場(chǎng)，感生電場(chǎng)沿任何閉合回路的線積分都滿足下述關(guān)系：S面是L曲線所包圍的面，L的繞行方向與S面的

法線方向成右手螺旋關(guān)系。Maxwell：磁場(chǎng)變化時(shí)，不僅在導(dǎo)體回路中，而且在其周圍空82一般情況下，空間電場(chǎng)強(qiáng)度為：電場(chǎng)和磁場(chǎng)關(guān)系的一個(gè)普遍基本規(guī)律一般情況下，空間電場(chǎng)強(qiáng)度為：電場(chǎng)和磁場(chǎng)關(guān)系的一個(gè)普遍基本規(guī)律83起源由靜止電荷激發(fā)由變化的磁場(chǎng)激發(fā)電力線形狀電力線為非閉合曲線電力線為閉合曲線感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的區(qū)別電場(chǎng)的性質(zhì)為保守場(chǎng)作功與路徑無關(guān)為非保守場(chǎng)作功與路徑有關(guān)靜電場(chǎng)為有源場(chǎng)感生電場(chǎng)為無源場(chǎng)靜電場(chǎng)感生電場(chǎng)起源由靜止電荷激發(fā)由變化的磁場(chǎng)激發(fā)電力線形狀電力線為非閉合曲84感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法一，由

需先算E感(有時(shí)需設(shè)計(jì)一個(gè)閉合回路)方法二，由感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法一，由需先算E感852.感生電場(chǎng)的計(jì)算例：空間均勻的磁場(chǎng)被限制在圓柱體內(nèi)，磁感強(qiáng)度方向平行柱軸，如長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部的場(chǎng)