第18讲 动生电动势与感生电动势优秀课件.ppt
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1、第18讲 动生电动势与感生电动势第1页,本讲稿共27页1 1 动生电动势的产生机制动生电动势的产生机制 一一一一 动生电动势动生电动势动生电动势动生电动势(motionalmotional E ElectrolectroMMotive otive F Force)orce)动生电动势是由于导体或导体回路在恒定磁动生电动势是由于导体或导体回路在恒定磁场中运动而产生的电动势。场中运动而产生的电动势。第2页,本讲稿共27页+自由电子随导体运动自由电子随导体运动 速度为速度为 v受到的洛仑兹力为受到的洛仑兹力为洛仑兹力驱使电子沿导体洛仑兹力驱使电子沿导体由由 a 向向 b 移动。移动。b 端出现负电荷
2、,端出现负电荷,a 端出现正电荷端出现正电荷。第3页,本讲稿共27页电子将受到电场力作用电子将受到电场力作用 平衡时平衡时此时电荷积累停止,此时电荷积累停止,ab两端形成稳定的电势差,如两端形成稳定的电势差,如同一节电源,在导体回路中建立感生电流。同一节电源,在导体回路中建立感生电流。可见可见洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因.洛洛仑兹力是非静电力。仑兹力是非静电力。方向方向 a b在导线内部产生电场+第4页,本讲稿共27页外力克服洛仑兹力的一个分量 所做的功,通过另一个分量 转换为感应电流的能量。这实质上遵循了能量的转换和守恒定律。平衡时,导体棒中电荷参与两
3、个运动:平衡时,导体棒中电荷参与两个运动:随导体棒以速度随导体棒以速度 v 平动平动 沿导体棒以速度沿导体棒以速度 u 漂移漂移 2 2 动生电动势产生过程中的能量转换动生电动势产生过程中的能量转换 洛仑兹力洛仑兹力对运动电荷对运动电荷不做功,因此,并不不做功,因此,并不提供能量,只是提供能量,只是传递传递能量能量。洛仑兹力对电荷洛仑兹力对电荷作功了吗?作功了吗?此项外在表现为安培力此项外在表现为安培力 第5页,本讲稿共27页动生电动势产生过程中的动生电动势产生过程中的能量转换关系能量转换关系:将吸收的能量以电能的形式向回路输出将吸收的能量以电能的形式向回路输出 发电机的工作原理发电机的工作原
4、理:依靠洛仑兹力将机械能转换为电能的。依靠洛仑兹力将机械能转换为电能的。外力做正功,输入机械能外力做正功,输入机械能 安培力做负功,吸收机械能安培力做负功,吸收机械能 同时以感应电流为载体同时以感应电流为载体 产生动生电动势的条件:产生动生电动势的条件:有磁场有磁场有导体有导体导体相对观察者(磁场)运动导体相对观察者(磁场)运动第6页,本讲稿共27页对应的非静电场强对应的非静电场强由电动势定义由电动势定义运动导线运动导线ab产生的产生的动生电动势动生电动势为为作为电源的这段运动导体杆,其中的作为电源的这段运动导体杆,其中的洛仑兹力洛仑兹力是非静电力是非静电力。非静电力非静电力3.动生电动势的计
5、算第7页,本讲稿共27页解:解:解:解:例题例题例题例题1 1 有一半圆形金属导线在匀强磁场中作切割磁力线运动。已知 求动生电动势.方向:+R+有效段!有效段!:与假定的方向相同 第8页,本讲稿共27页如图,长为如图,长为L 的铜棒在匀强磁场中以角速度的铜棒在匀强磁场中以角速度绕绕 o 轴转动。求:棒中感应电动势的大小轴转动。求:棒中感应电动势的大小和方向。和方向。解:例题例题例题例题2 2取如图所示微元取如图所示微元(此微元暗示了假定的正方向此微元暗示了假定的正方向)方向负号说明电动势方向与 反向第9页,本讲稿共27页法拉第电机。设铜盘的半径为 R,角速度为。求:盘上沿半径方向产生的电动势。
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