动生电动势.ppt

第三篇第六章
电磁感应
理学院物理系张晚云
第二节动生电动势
一、动生电动势
一、动生电动势
思考:动生电动势产生的物理机制是什么?
自由电子所受的洛仑兹力
对电子做正功,
——产生动生电动势。
反抗外力做功
做功的代数和为零。
洛仑兹力只是能量的传递者
二、动生电动势的产生机制
二、动生电动势的产生机制
×
×
×
×
方法一:应用法拉第电磁感应定律
(1) 构造一(假想)闭合回路,
计算回路中的磁通量;
(2) 由法拉第电磁感应定律求感应电动势;
三、动生电动势的计算
三、动生电动势的计算
的正负判定其方向
(3) 由
×
×
例:如右图所示
方向:与回路绕向相反。
即:沿导体棒由b→a
方法二:从电源电动势的定义出发
三、动生电动势的计算
三、动生电动势的计算
×
×
运动导线中的非静电力:
可见有非静电场强度:
得等效电源电动势:
(动生电动的公式)
方向:正电荷受洛仑兹力的方向(负极→正极)
若整个回路都在磁场中运动:
w
B
例1:在均匀磁场B中,一长为L的导体棒绕一端o点以角速度转动,求导体棒上的动生电动势。
L
解法1:由动生电动势定义计算
dl
l
取导体元dl,
其上电动势为:
l
整个导体棒的动生电动势为:
方向沿棒指向o点。
o
随堂练****br/>随堂练****br/>解法2:利用法拉第电磁感应定律计算
o
B
ω
扇形面积:
随堂练****br/>随堂练****br/>构想扇形回路,定顺时针绕向。
电动势的方向沿导体棒指向o。
由法拉第电磁感应定律
与用动生电动势的定义式计算的结果相同。
例2: 在通有电流I的无限长载流直导线旁,距a垂直放置一长为L以速度向上运动的导体棒,求导体棒中的动生电动势。
解1:由动生电动势定义计算
取导体元dx ,
a
L
I
x
dx
x
其动生电动势为:
导体棒上的动生电动势方向沿x轴负向。
随堂练****br/>随堂练****br/>解2:利用法拉第电磁感应定律计算
构假想矩形回路,定顺时针绕向
回路的磁通量:
a
y
I
x
dx
方向:水平向左。
随堂练****br/>随堂练****br/>随堂小结
随堂小结
(1) 动生电动势来源于洛仑兹力(非静电力);
洛伦兹力的一个分力提供了动生电动势的非静电力,其作用不是提供能量而是转换能量!
(2) 动生电动势的公式:
与法拉第电磁感应定律是一致的。
(3)功能关系:
v
I
I
l
c
d
a
b
P=Fv =
BIlv =
I
即电功率与外力的功率相等
——能量守恒.