3.4动生电动势与感生电动势.ppt

动生和感生
p201 3-1、3、6、10、11、13、14、15
分析各种产生感应电动势的现象
感应电动势可分为以下两类
产生感应电动势的原因?
涉及到的概念电流、电源、电动势

北京大学物理学院王稼军编
电动势:
把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时,非静电力所做的功
与外电路是否接通无关,
不限于闭合回路,定义为

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动生电动势
导体棒在磁场中运动
电动势是反映电源性能的,是衡量电源内部非静电力大小的物理量。
非静电力?
本质上没有新的物理内容,实质
上是洛仑兹力的后果

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问题
洛仑兹力永远不对电荷做功,这里又可以作为非静电力做功产生感应电动势,两者是否有矛盾?
v:棒在磁场中运动速度
u:电子相对于导体的定向运动速度
v+u:电子总速度
F总:电子以速度v+u在磁场中运动所受洛仑兹力——不做功
阻碍导体棒运动做负功——安培力

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证明 PF+PF’=0
电子漂移速度
回路的电阻为R
杆的长度
杆运动速度
对电子做负功
对电子做正功
两个力所做的功的代数和为零——洛仑兹力不做功

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洛仑兹力扮演什么角色?
洛仑兹力起到了传递能量的作用
机械能
电能
热能
外力克服F’做功
通过F转化为感应电流

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两位发明家
爱迪生
发明了直流发电机和输电系统(小规模)
坚持认为直流电是最安全最好的全国电力系统
特斯拉
发明了交流发电机和电力系统
开创了电气革命新里程
把电能转为实际应用的技术

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例题 p164
导体棒在均匀磁场中转动时,棒上各点切割磁力线的速度不同,如何处理?
取微元求出一小段再积分

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例题:一长直导线载有电流I,旁边有一与它共面的矩形线圈,线圈的长边与直导线平行,矩形线圈的边长分别为a、b,线圈共有N匝,若线圈以速度v匀速离开直导线,求当矩形线圈与长直导线近的一边相距为x时,线圈中的感应电动势的大小和方向。
方法一:用磁通量变化率求
方向:用楞次定律判定
A-B-C-D-A

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用动生电动势求
方向:A-B-C-D-A
思考:如果I随时间变化?
可以用d/dt,但能否用动生电动势定义求?
取ABCDA回路为正

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