[理學]第12章 電磁感應(yīng)-文庫吧
2025-02-04 02:46 本頁面
【正文】 感應(yīng)定律計算 構(gòu)成假想扇形回路，使其包圍導體棒旋轉(zhuǎn)時掃過的面積；回路中只有導體棒部分產(chǎn)生電動勢，虛線部分靜止不產(chǎn)生電動勢。 ?dtdBL ?22??dtd m?? ??由楞次定律可判斷動生電動勢的方向沿導體棒 指向 o。 BSSdBm ??? ? ???221 LB ???與用動生電動勢的方法計算的結(jié)果相同。 221 LB??13 例 : 如圖所示，在通有電流 I 的無限長載流直導線旁，距 a 垂直放置一長為 L 以速度 v 向上運動的導體棒，求導體棒中的動生電動勢。 解 1：由動生電動勢定義計算 分割導體元 dx 。 xIB??20?導體元處的磁場為： ,2/1 ?? ???? c o s2s i nv B d xd ? v B d x?? ?? ?2和 的夾角： v? B?v?aILx?B?o xdx與 的夾角： ld?Bv ???? ??? Laa dxxIv??2 0方向沿 x 軸負向 aLaIv ??? ln20???? ?? d14 v?aIL ?B?o x解 2：利用法拉第電磁感應(yīng)定律計算 構(gòu)成假想矩形回路， 將回路分割成無限多長為 y 、 寬為 dx的 面元。 ?? co sB d Sd m ? B ydx?? ?? Laam dxxIy??? 2 0 a LaIy ?? ln20??xdxdtd m?? ??aLadtdyI ??? ln20??aLaIv ??? ln20??電動勢的方向由楞次定律可知水平向左。 dxxIy??2 0?15 例 : 載有恒定電流 I的長直導線旁有一半圓環(huán)導線 cd，半圓環(huán)半徑為 R，環(huán)面與直導線垂直，且半圓環(huán)兩端點連線的延長線與直導線相交，如圖。求當半圓環(huán)以速率v沿平行于直導線的方向平移時半圓環(huán)上的感應(yīng)電動勢的大小。 解： 由于速度的方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直， 如圖所示構(gòu)構(gòu)造回路， 運動過程中，穿過該回路的磁通量保持不變。 Bv ???B?,0??? ? dccd ?? cddccd ??? ???? ?cdcd ?? ?? ? ??? ???RaRa ldBv??? )( ? ??? RaRadrrIv??2 0 Ra RaIv ??? ln2 0??16 167。 感生電動勢和感生電場 感生電動勢和感生電場 這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由于穿過導體回路的磁場發(fā)生變化而引起的。在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢。 麥克斯韋提出： 即使不存在導體回路，在變化的磁場周圍也存在一個變化的電場，這個電場稱為感生電場。 感生電動勢的 非靜電力 :感生電場施于導體中電荷的力。 17 ? ?? ldE ?? 感?)(? ???SSdBdtd ?? ? ?????SSdtB???? ?????? S SdtBldE ????感由此得到方程： ?渦旋電場永遠和磁感應(yīng)強度矢量的變化連在一起。 ?感生電場的電場線類似于磁感應(yīng)線，是無頭無尾的閉合曲線，呈渦旋狀，所以稱之為渦旋電場。 根據(jù)電動勢定義，回路中的感生電動勢為： 限定導體回路不運動及回路面積不變的情況下，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有： dtd m?? ??0?dtBd?感E?18 起源 由靜止電荷激發(fā) 由變化的磁場激發(fā) 電場線形狀 電場線為非閉合曲線 電場線為閉合曲線 0?dtBd?靜電場為無旋場 感生電場為有旋場 感生電場與靜電場的區(qū)別 電場的性質(zhì) 保守場作功與路徑無關(guān) 非保守場作功與路徑有關(guān) ? ?? 0ldE ?? ? ???? dtdldE m /?? ?? 感? ???S qSdE 0/ ???靜電場為有源場 感生電場為無源場 ? ??S SdE 0?? 感靜電場 感生電場 感E?19 一般情況下，空間中的電場既有靜電場也有感生電場， 感靜 EEE??? ??? ??L ldE 0??? 靜?? ???? ldEEldE ????? )( 靜感?? ??????? S SdtBldE ???? 電磁場的基本方程之一 在穩(wěn)恒條件下，一切物理量不隨時間變化， ? ?? ldE ??感 ? ????? S SdtB ??0??? tB?? ??L ldE 0?? 靜電場的環(huán)路定理 20 例： 如圖所示，圓形均勻分布的磁場半徑為 R，磁場隨時間均勻增加，變化率為 dB/dt。求空間感生電場的分布情況。 B???? ????? ????????????? ???????????? ????? ??? ???Ro??????解： 1. r R 區(qū)域 ，作半徑為 r 的環(huán)形路徑 。 r設(shè)渦旋電場的繞向為逆時針方向。 ,?? ?SdSdtdBdlE 感 ,2 2rdtdBrE ?? ?感dtdBrE2?感r? 方向為逆時針方向。 ?? ?????? S SdtBldE ????感 ? ??? S SddtBd ??21 2. r R 區(qū)域 ，作半徑為 r 的環(huán)形路徑 。 r同理 r R 區(qū)域 ： 2RdtdB ??dtdBrRE22?感r1? 方向為逆時針方向。 B???? ????? ????????????? ???????????? ????? ??? ???Ro??????dtdBrE2?感r???? S dSdtdBrE ?2感??????????)( 2)( 22RrdtdBrRRrdtdBrE感 方向為逆時針方向。 22 例：如圖所示，圓形均勻分布的磁場半徑為 R，磁場隨
教學課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1