2022-2023学年高二物理竞赛课件：动生电动势

动生电动势 导线 ab在磁场中运动 电动势怎么计算？ 导体（包括部分或整个导体回路，或者一段孤立导体）在稳恒磁场中运动时，所产生的感应电动势。 一、动生电动势 a b 均匀磁场 l 典型装置 动生电动势  动生电动势 motional emf Motional emf is any emf induced by the relative motion of a magnetic field and a current path.  感生电动势 inductance An emf is induced in a stationary circuit whenever the magnetic flux through the circuit varies with time. 右手螺旋设回路L正向如图 1.法拉第电磁感应定律 建坐标如图 a b 均匀磁场 l 0 x L 负号说明电动势方向与所设方向相反，b点电势高(相当于正极)，a点电势低(相当于负极)。 电源内部，低电势流向高电势 洛伦兹力： 向上 二、动生电动势的一般计算公式 a b 1. 适用于一切产生电动势的回路； 2. 适用于切割磁力线的导体。 注意 3. 若整个导体回路均处于磁场中 注意点积的符号 O A 例 . 求长为L的直导线在磁场中转动时的电动势。 解： 与 反向 负号表示非静电场方向与积分方向相反，由A指向O， 电动势：A低O高 建立坐标，确定O点 增大 一般的解题步骤 1 建立坐标，任取一线元 2 标出 处的 和 3 a b  . 4 线积分 ：矢量点乘化标量乘 5 电动势方向 ε> 0, 非静电力沿积分方向，电动势沿积分方向升高 ε< 0 ,非静电力沿积分反向，电动势沿积分方向降低 默认标量积分元大于零 一般的解题步骤 1 建坐标，任取一线元 2 标出 处的 和 3 a b  . a b  . 4 积分： 矢量点积话标量积分 5 电动势方向 ε> 0, 非静电力沿积分方向，电动势沿积分方向升高 ε< 0 ,非静电力沿积分反向，电动势沿积分方向降低 默认标量积分元dl大于零 任意 例1：半径为 R 的铜盘，在均匀磁场中以角速度 w 转动，求盘上沿半径方向产生的感应电动势。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × w O A > 0 感应电动势的方向沿半径方向向外，升高 非静电力，沿半径向外,和dl同向 解： dl方向：极轴正向 坐标如图 例2 在空间均匀的磁场中, ,导线 ab 绕 Z 轴以 匀速旋转,导线 ab 与 Z 轴夹角为 ,设 ab = L , 求：导线 ab中的电动势. 解：建坐标。取 设，运动速度v，运动半径为 r > 0 θ 电动势沿ab升高 非静电力沿矢径向外 沿r向外 指向纸内 例3 一圆环状导线,半径为 R ,处于均匀磁场 中,以匀角速度ω绕竖直轴 AA’ 转动, 转轴与磁场方向垂直,当线圈平面转到与磁场方向平行时,求四分之一圆弧 ac 两点间的感应电动势. A A’ a c ω 解： θ r > 0 非静电力方向向下电动势向下升高，即，从a到c升高  忽略自感 例4：质量为 m，长为 l 的金属棒从静止开始沿倾斜的绝缘框滑下，磁场为均匀磁场 求：t 时刻 ab 内的电动势，若框架为金属框，电动势为多少？ a b q 解： 绝缘框 电动势沿 b→a升高 q 非静电力由b指向a a b q q q 导体框，忽略自感，多了安培力 由加速度定义求t时刻的速速 代入安培力表达式 $