20xx年高中物理第十部分電磁感應(yīng)競(jìng)賽講座講稿新人教版-在線瀏覽
2025-03-15 03:44本頁(yè)面
【正文】 發(fā)電結(jié)果總是阻礙發(fā)電過(guò)程本身”，可以判斷線圈應(yīng)該“反抗磁通的減小”，故應(yīng)該擴(kuò)張。這兩個(gè)途徑得出的結(jié)論雖然是矛盾的，但途徑二有不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤剑驗(yàn)閷?dǎo)線除了受彼此間的安培力之外，還受到外磁場(chǎng)的安培力作用，而外磁場(chǎng)的安培力是促使線圈擴(kuò)張的，所以定性得出結(jié)論事實(shí)上是困難的?！敬鸢浮繑U(kuò)張?！即稹娇繑n。即ε= N物理意義：N為線圈匝數(shù)；有瞬時(shí)變化率和平均變化率之分，在定律中的ε分別對(duì)應(yīng)瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)和平均電動(dòng)勢(shì)?！纠}3】面積為S的圓形（或任何形）線圈繞平行環(huán)面且垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。過(guò)程的平均電動(dòng)勢(shì)。求瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)時(shí)用到極限= 1 ；求平均電動(dòng)勢(shì)比較容易。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)a、磁感應(yīng)強(qiáng)度不變而因閉合回路的整體或局部運(yùn)動(dòng)形成的電動(dòng)勢(shì)成為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)結(jié)論的推導(dǎo)有兩種途徑——①設(shè)置輔助回路，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律；②導(dǎo)體內(nèi)部洛侖茲力與電場(chǎng)力平衡。統(tǒng)一的結(jié)論：種種事實(shí)表明，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)可以這樣尋求——即ε= BLv ，而B(niǎo)、L、v應(yīng)彼此垂直的（分）量。L的直導(dǎo)體，繞過(guò)端點(diǎn)的、垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，而導(dǎo)體和轉(zhuǎn)軸夾θ角，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B和導(dǎo)體的角速度ω ，試求導(dǎo)體在圖1011所示瞬間的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。（這個(gè)導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不是恒定不變的，而是一個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)。第二講 感生電動(dòng)勢(shì)一、感生電動(dòng)勢(shì)造成回路磁通量改變的情形有兩種：磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變回路面積S改變（部分導(dǎo)體切割磁感線）；回路面積S不變而磁感應(yīng)強(qiáng)度B改變。但是，在解決感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的歸屬問(wèn)題上，法拉第電磁感應(yīng)定律面臨這前所未有的困難（而且洛侖茲力角度也不能解釋其大?。?。感生電動(dòng)勢(shì)的形成通常是用麥克斯韋的渦旋電磁理論解釋的。渦旋電場(chǎng)力作用于單位電荷，使之運(yùn)動(dòng)一周所做的功，叫感生電動(dòng)勢(shì)，即ε感 = *值得注意的是，這里的渦旋電場(chǎng)力是一種比較特殊的力，它和庫(kù)侖電場(chǎng)力、洛侖茲力并稱為驅(qū)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)的三大作用力，但是，它和庫(kù)侖電場(chǎng)力有重大的區(qū)別，特別是：庫(kù)侖電場(chǎng)力可以引入電位、電場(chǎng)線有始有終，而渦旋電場(chǎng)不能引入電位、電場(chǎng)線是閉合的（用數(shù)學(xué)語(yǔ)言講，前者是有源無(wú)旋場(chǎng)，后者是有旋無(wú)源場(chǎng)）。在一般的情形下，解這個(gè)方程有一定的難度?！纠}5】半徑為R的無(wú)限長(zhǎng)螺線管，其電流隨時(shí)間均勻增加時(shí)，其內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度也隨時(shí)間均勻增加，由于“無(wú)限長(zhǎng)”的原因，其外部的有限空間內(nèi)可以認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為零?！窘庹f(shuō)】將B值變化等效為磁感線變密或變疏，并假定B線不能憑空產(chǎn)生和消失。（1）內(nèi)部情形求解。而且，導(dǎo)體的每一段切割的“速度”都相同，因此，電動(dòng)勢(shì)也相等。由ε總 = πr2 和 E = 得 E = 顯然，撤去假想回路，此電場(chǎng)依然存在。思路類同（1），只是外部“假想回路”的磁通量不隨“回路”的半徑增大而改變，即 φ=πR2B由ε總 = πR2 和 E′= 得 E = （r＞R）【答案】感生電場(chǎng)線是以螺線管軸心為圓心的同心圓，具體渦旋方向服從楞次定律?！颊f(shuō)明〗本題的解答中設(shè)置的是一個(gè)特殊的回路，才會(huì)有“在此回路上感生電場(chǎng)大小恒定”的結(jié)論，如果設(shè)置其它回路，E = 關(guān)系不可用，用我們現(xiàn)有的數(shù)學(xué)工具將不可解。〖學(xué)員思考〗如果在螺線管內(nèi)、外分別放置兩段導(dǎo)體CD和EF ，它們都是以螺線管軸線為圓心、且圓心角為θ的弧形，試求這兩段導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差。l弧長(zhǎng)求解顯然，UCD =
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