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第十一章第二讲

?. 第三篇 相互作用和场 第十一章 变化中的磁场和电场. 第十一章第二讲. 本章共 3.5 讲. 1 . 导体回路不动，由于磁场变化产生的感应电动 势叫感生电动势. 问题：. （ 1 ）是不是洛仑兹力？. 不是洛仑兹力. § 11.1 电磁感应 ( 续 ). 一 . 法拉第电磁感应定律. 二 . 动生电动势. 三 . 感生电动势. 2 . 产生感生电动势的非静电力？. 电荷受力. 不是磁场力，不是静电力， 只可能是一种新型的电场力. 假设： 存在一种不同于静电场的新类型的电场 （感生电场、涡旋电场） 。它来源于磁场的

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Presentation Transcript

  1. ? 第三篇 相互作用和场 第十一章 变化中的磁场和电场 第十一章第二讲 本章共3.5讲

  2. 1 . 导体回路不动，由于磁场变化产生的感应电动 势叫感生电动势 . 问题： （1）是不是洛仑兹力？ 不是洛仑兹力 § 11.1 电磁感应(续) 一 .法拉第电磁感应定律 二 .动生电动势 三 .感生电动势 2 . 产生感生电动势的非静电力？

  3. 电荷受力 不是磁场力，不是静电力， 只可能是一种新型的电场力 假设：存在一种不同于静电场的新类型的电场 （感生电场、涡旋电场）。它来源于磁场的 变化，并提供产生感生电动势的非静电力 . 电荷受力： 非静电力：涡旋电场力（感生电场力） 非静电场强： 由电动势定义： （2）会是什么力？

  4. 由电动势定义： 由法拉第定律： 得： 负号：楞次定律的内容 感生电场是非保守场（无势场、涡旋场）。 3.感生电场的基本性质

  5. 感生电场是无源场。 又：感生电场线闭合成环

  6. 静电场 感生电场 比较 起源 由静止电荷激发 由变化的磁场激发 电场线为非闭合曲线 电场线为闭合曲线 电场线形状 4 . 两种电场比较

  7. 静电场 感生电场 比较 有源： 无源： 性质 非保守（涡旋）： 保守： 特点 不能脱离源电荷存在 可以脱离“源”在空间传播 对场中电荷的作用 相互联系 作为产生 的非静电力，可以引起导体中电荷堆积，从而建立起静电场 .

  8. 1)电子感应加速器 （医疗，工业探伤，中低能粒子物理实验） 通交流电的电磁铁 真空环 I涡 2)涡电流 当导体置于变化的磁场中时，由于在变化的磁场周围存在着涡旋的感生电场，感生电场作用在导体内的自由电荷上，使电荷运动，形成涡电流。 5. 感生电场存在的实验验证

  9. 在冶金工业中，某些活泼的稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着通有交流电的线圈，利用涡流对金属加热，防止氧化。在冶金工业中，某些活泼的稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着通有交流电的线圈，利用涡流对金属加热，防止氧化。 抽真空 抽真空 显像管 • 在制造电子管、显像管或激光管时，在做好后要抽气封口，但管子里金属电极上吸附的气体必须加热到高温才能放出而被抽走,利用涡电流加热的方法，一边加热，一边抽气，然后封口。 应用举例

  10. o • 电度表记录用电量，就是利用通有交流电的铁心产生交变的磁场，在缝隙处铝盘上产生涡电流，涡电流受磁场作用，表盘受到一转动力矩，使表盘转动。 • 电磁炉加热时炉体本身并不发热，在炉内线圈接通交流电时，在炉体周围产生交变的磁场。当金属容器放在炉上时，在容器上产生涡电流，使容器发热，达到加热食物的目的。

  11. 如果把变压铁心制成实心的，在变压器工作时，铁心中会产生较大的涡电流，使铁心发热，造成漆包线绝缘性能下降，引发事故。因此，变压器铁心用多片相互绝缘的硅钢片叠合而成，使导体横截面减小，涡电流也较小。电动机的转子和定子也都是用片状的软磁性材料叠合制成的。如果把变压铁心制成实心的，在变压器工作时，铁心中会产生较大的涡电流，使铁心发热，造成漆包线绝缘性能下降，引发事故。因此，变压器铁心用多片相互绝缘的硅钢片叠合而成，使导体横截面减小，涡电流也较小。电动机的转子和定子也都是用片状的软磁性材料叠合制成的。 下面举例说明感生电场的计算。

  12. [例]已知：半径R的长直螺线管中电流随时间线性[例]已知：半径R的长直螺线管中电流随时间线性 变化，使管内磁感应强度随时间增大， 求：感生电场分布 . 对称性分析（p320 证明） 作同轴圆柱形高斯面，可得： 作如图矩形环路L，可得： 只有以螺线管轴线为中心的圆周切向分量 感生电场线是在垂直于轴线平面内，以轴线为中心的一系列同心圆。

  13. 作如图环路

  14. （1）只要有变化磁场，整个空间就存在感生电场（1）只要有变化磁场，整个空间就存在感生电场 但 处 （2）求感生电场分布是一个复杂问题，只要求本题这种简单情况 . 1 . 由电动势定义求（ 已知或易求 ） 2 . 由法拉第定律求 或 若导体不闭合，需加辅助线构成闭合回路 . 注意： 6. 感生电动势的计算（两种方法）

  15. [例]在上题螺线管截面内放置长 的金属棒 , 求:金属棒中的 解1： 感应电场分布

  16. 解2 ：连接 , 形成闭合回路 半径 通过 的磁通:

  17. 练习：p342 11 -10 等腰梯形边长 已知：半径 求：各边 半径 解： 连接 取三角形回路

  18. 取三角形回路 梯形回路 逆时针方向

  19. 练习：P342 11 -9 已知： 求： 解： （1）由动能定理 q 由法拉第电磁感应定律

  20. （2）由对称性： 电子轨道上 的大小相等， 指向与电子速度相反 q 由电动势定义： 指向如图所示，与电子速度相反。

  21. 讨论 同时存在的情况 . [例] P342 11 - 8 已知： 求：回路 中 解： 同时存在 设 不变： 设导线不动：

  22. [例]P342 11 - 11 已知： 求： 解： 同时存在 直接由法拉第电磁感应定律求解 思考： 自学：P321 [例六]

  23. 第一项： 第二项：

  24. 动生电动势 电磁感应 自感电动势 互感电动势 感生电动势 （涡旋电场） 磁场能量 变化的电流 变化磁场 感生电动势 直接联系 小结

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