第八電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)

第八電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)?！?－2

動(dòng)生和感生感生電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)xdxl

在一般情況下，磁場(chǎng)可以不均勻,導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)各部分的速度也可以不同，和也可以不相互垂直，這時(shí)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線內(nèi)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為設(shè)回路方向?yàn)轫槙r(shí)針負(fù)號(hào)表示逆時(shí)針對(duì)于閉合回路

由上式可以看出，矢積與成銳角時(shí)，為正；成鈍角時(shí)，為負(fù)。因此，由上式算出的電動(dòng)勢(shì)有正負(fù)之分，為正時(shí)，表示電動(dòng)勢(shì)方向順著的方向；為負(fù)時(shí)，則表示電動(dòng)勢(shì)的方向逆著的方向。xdx或VBdl中任意兩個(gè)量平行，電動(dòng)勢(shì)為0。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

當(dāng)導(dǎo)線以速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線內(nèi)每個(gè)自由電子也就獲得向右的定向速度，由于導(dǎo)線處在磁場(chǎng)中，自由電子受到的洛侖茲力為x若以表示非靜電場(chǎng)強(qiáng)，則有結(jié)果一樣！

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生是由洛侖茲力引起的。推導(dǎo)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)由此可得金屬棒上總電動(dòng)勢(shì)為

例1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)方向垂直的平面內(nèi)繞棒的一端O

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，求棒中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

解:在銅棒上距O點(diǎn)為處取線元，其方向沿O指向A，其運(yùn)動(dòng)速度的大小為。

顯然、、相互垂直，所以上的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為因?yàn)?，所以的方向?yàn)锳

O，即O點(diǎn)電勢(shì)較高.二、舉例v另解:負(fù)號(hào)表示εi的指向.(OCAO順時(shí))

例2直導(dǎo)線ab以速率沿平行于長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的方向運(yùn)動(dòng)，ab與直導(dǎo)線共面，且與它垂直，如圖所示。設(shè)直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I，導(dǎo)線ab長(zhǎng)為L(zhǎng)，a端到直導(dǎo)線的距離為d，求導(dǎo)線ab中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，并判斷哪端電勢(shì)較高。解（1）應(yīng)用求解

在導(dǎo)線ab所在的區(qū)域,長(zhǎng)直載流導(dǎo)線在距其r處取一線元dr,方向向右。由于

,表明電動(dòng)勢(shì)的方向由a指向b,b端電勢(shì)較高。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)（2）應(yīng)用電磁感應(yīng)定律求解

設(shè)某時(shí)刻導(dǎo)線ab到U形框底邊的距離為x，取順時(shí)針方向?yàn)榛芈返恼较?則該時(shí)刻通過回路的磁通量為

表示電動(dòng)勢(shì)的方向與所選回路正方向相同,即沿順時(shí)針方向。因此在導(dǎo)線ab上,電動(dòng)勢(shì)由a指向b,b端電勢(shì)較高。x討論這是法拉第電磁感應(yīng)定律的直接應(yīng)用。求解這類問題的關(guān)鍵是確定磁通量的變化關(guān)系。

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

由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。三感生電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)通過回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)、感生電場(chǎng)

當(dāng)導(dǎo)體回路不動(dòng)，由于磁場(chǎng)變化引起磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。

變化的磁場(chǎng)在其周圍激發(fā)了一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)稱為感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）。

以表示感生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的定義及電磁感應(yīng)定律，則有在自然界中存在著兩種方式激發(fā)的電場(chǎng)，所激發(fā)電場(chǎng)的性質(zhì)也截然不同。由靜止電荷所激發(fā)的電場(chǎng)是保守力場(chǎng)（無旋場(chǎng)）；由變化磁場(chǎng)所激發(fā)的電場(chǎng)不是保守力場(chǎng)（有旋場(chǎng)）。注意：變化的磁場(chǎng)與感生電場(chǎng)的聯(lián)系

電子感應(yīng)加速器是利用感應(yīng)電場(chǎng)來加速電子的一種設(shè)備。電子感應(yīng)加速器線圈鐵芯電子束環(huán)形真空管道它的柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中安置一個(gè)環(huán)形真空管道作為電子運(yùn)行的軌道。當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)沿管道方向產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)。射入其中的電子就受到這感應(yīng)電場(chǎng)的持續(xù)作用而被不斷加速。電子感應(yīng)加速器全貌電子感應(yīng)加速器的一部分電子感應(yīng)加速器

當(dāng)大塊導(dǎo)體，特別是金屬導(dǎo)體處在變化的磁場(chǎng)中時(shí)，由于通過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，因此在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。而且由于大塊金屬電阻特別小，所以往往可以產(chǎn)生極強(qiáng)的電流，這些電流在金屬內(nèi)部形成一個(gè)個(gè)閉合回路，所以稱作渦電流，又叫渦流。感應(yīng)淬火

高頻感應(yīng)爐：利用金屬塊中產(chǎn)生的渦流所發(fā)出的熱量使金屬塊熔化。具有加熱速度快、溫度均勻、易控制、材料不受污染等優(yōu)點(diǎn)。四、渦電流感生電動(dòng)勢(shì)例4如圖所示，在均勻磁場(chǎng)中有一金屬框架aOba，ab邊可無摩擦自由滑動(dòng)，磁場(chǎng)隨時(shí)間變化規(guī)律為Bt=t2/2。若t=0時(shí)，ab邊由x=0處開始以速率v作平行于x軸的勻速滑動(dòng)。試求任意時(shí)刻t金屬框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。例題3解由于