第八章 电磁感应 电磁场 Electromagnetic Induction Electromagnetic Field §8-2 动生电动势和感生电动势 Emotional Electromotive Force and Induced Electromotive Force
教学目标 教学重点 教学难点 感生电动势产生的原因 感生电场的理解 1. 能够分析产生感生电动势的原因 2. 理解感生电场概念及物理意义 3. 能够应用感生电场的特点解释实际问题
知识回顾 1. 电动势的定义 2. 引起磁通量变化的原因 ( 1 )稳恒磁场中的导体运动 ,或者回路面积变 化、 取向变化等 动生电动势 ( 2 )导体不动,磁场变化 感生电动势
一、感生电动势和感生电场 当初级线圈中电流发生 变化时,在次级线圈中产 生感生电动势 实验发现:感生电动势的大小、方向与铁芯的种类和性质 无关,仅由变化的磁场引起 1. 实验现象
一、感生电动势和感生电场 2. 感应电动势的成因 非静电力 洛仑兹力 动生电动势 非静电力 感生电动势 讨论 不可能是静电场力,只可能是另一种电场力 不可能是磁场力
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 1 )麦克斯韦假设 变化的磁场在其周围空间激发一种涡旋电场 —— 感生电场 感生电场的电场线是闭合的 有旋、非保守场 无源场
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 2 )感生电场和静电场的比较 共同点:都对电荷有作用力 不同点: 静电场感生电场
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 2 )感生电场和静电场的比较 共同点:都对电荷有作用力 不同点: 静电场感生电场 由静止电荷激发
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 2 )感生电场和静电场的比较 共同点:都对电荷有作用力 不同点: 静电场感生电场 由静止电荷激发由变化的磁场激发
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 2 )感生电场和静电场的比较 共同点:都对电荷有作用力 不同点: 静电场感生电场 由静止电荷激发由变化的磁场激发 有源场
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 2 )感生电场和静电场的比较 共同点:都对电荷有作用力 不同点: 静电场感生电场 由静止电荷激发由变化的磁场激发 有源场无源场
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 2 )感生电场和静电场的比较 共同点:都对电荷有作用力 不同点: 静电场感生电场 由静止电荷激发由变化的磁场激发 有源场无源场 保守场
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 2 )感生电场和静电场的比较 共同点:都对电荷有作用力 不同点: 静电场感生电场 由静止电荷激发由变化的磁场激发 有源场无源场 保守场非保守场
一、感生电动势和感生电场 3. 感生电场 ( 3 )感生电场和变化磁场的关系 与 构成右旋关系
二、拓展应用 电子感应加速器 励磁电流功率: 500kw 环形真空室直径: 1.5m 电磁铁质量: 100 t (吨) 加速电子能量: 100Mev
二、拓展应用 电子感应加速器 如何使电子的运动稳定在某个圆形轨道 [1] [1] 赵凯华等. 电磁学( M )北京:高等教育出版社.2011 : 339~341
二、拓展应用 电子感应加速器 涡电流 大块金属在磁场中运动,或处在变化的磁场中,金属内 部也要产生感应电流,这种电流在金属内部自成闭合回路, 称为涡电流或涡流 利 热效应 力效应 工业淬火 电磁炉 冶炼
二、拓展应用 电子感应加速器 涡电流 工业淬火
二、拓展应用 电子感应加速器 涡电流 大块金属在磁场中运动,或处在变化的磁场中,金属内 部也要产生感应电流,这种电流在金属内部自成闭合回路, 称为涡电流或涡流 利 热效应 力效应 驱动效应:电磁炮 阻尼效应:磁悬浮列车 工业淬火 电磁炉 冶炼
二、拓展应用 电子感应加速器 涡电流 磁悬浮列车 [1] [1]
二、拓展应用 电子感应加速器 涡电流 弊:增加能耗 整块铁芯 交变电流 涡电流 交变电流 彼此绝缘的薄片
三、小结 1. 感生电动势和感生电场 2. 涡电流 3. 拓展应用
四、课后思考 电磁勘探 [1] 如图, A 为通电高频电流的 初级线圈, B 为次级线圈,并 连接电流计 G ,从次级线圈中 的电流变化可检测磁场的变 化。 当次级线圈 B 检测到其中磁场发生变化时,技术人 员认为在附近有导电矿石存在。你能说明其道理吗? [1] 马文蔚等. 物理学原理在工程技术中的应用( M ). 北京:高等教育出版社,2008 : 159~161