1、第九章 變化的電磁場9.1電源 電動勢一、電源二、電動勢19.1 電源和電動勢由上圖可知：如果只依靠靜電力，電路中的電流是瞬時的，為了獲得恒定的電流，必須源源不斷地把正電荷從電源的負極移到正極，這個過程需要要克服靜電力作功。2非靜電力: 能反抗靜電力不斷地把正電荷從負極移到正極的力。電源：提供非靜電力的裝置。+-+一、電源二、電動勢為定量描述非靜電性力作功本領的大小，引入一個新的物理量-電動勢 電源電動勢大小等于將單位正電荷從負極經電源內部移至正極時非靜電性力所作的功.非靜電性場強3 由于非靜電性場強只存在于電源內部，所以電源電動勢大小也可以寫為：Ek的環流不為零，表明非靜電性場強是一個非保守

2、場。考慮到靜電場的環流為零，則電源電動勢的大小還可以寫為：49.2 電磁感應的基本規律一、法拉第電磁感應定律二、楞次定律5一電磁感應(electromagnetic induction)現象當穿過閉合回路所圍面積的磁通量發生變化時，回路中會產生感應電流的現象，稱為電磁感應現象。產生的電流稱為感應電流，相應的電動勢稱為感應電動勢。6二電磁感應定律1845年，德國物理學家紐曼在法拉第研究的基礎上推導出感應電動勢的表達式： 當穿過閉合回路所圍面積的磁通量發生變化時，回路中會產生感應電動勢，且感應電動勢正比于磁通量對時間變化率的負值。“”的意義：（1）“”表示感應電動勢的方向與磁通量變化的關系-楞次定

3、律（2）具體方法：即先應確定一個繞行方向（對應一個法向 ） 為正方向；確定了正方向 之后，由 與 的關系，才能確定 的正負，從而確定 的正負，最終明確 的正負。7楞次定律：感應電流的方向總是企圖使感應電流本身所產生的通過回路面積的磁通量，去反抗引起感應電流的磁通量的改變。8繞行方向繞行方向繞行方向繞行方向試用電磁感應定律分析下面四圖中的 方向。91）閉合回路由 N 匝密繞線圈組成 磁通匝數（磁鏈）2）若閉合回路的電阻為 R ，感應電流為時間內，流過回路某橫截面的電荷psi:fai109.3 動生電動勢 引起回路磁通量變化的原因有三種，由此可將感應電動勢進行如下分類：（1）：動生電動勢：一定，由

4、于回路面積變化如：平移轉動擠壓11如：（3）感應電動勢：（1）+（2）如：（2）感生電動勢：回路不動， 變化121、動生電動勢產生的物理機制如圖，導體棒ab在均勻磁場中以恒定的速度向右運動，此時棒內部每一個自由電子也以相同的速度向右運動，每一個電子所受的洛倫茲力為：在洛倫茲力的作用下，電子向b端聚集，而正電荷向a端聚集。隨著ab端等量異號電荷的出現，在棒的內部產生一個從a指向b的靜電場，每個電子所受的靜電力指向a端。由于洛倫茲力是個大小恒定的力，而電荷的聚集是需要時間的，所以剛開始洛倫茲力大于靜電力，電荷不斷向ab端聚集，當洛倫茲力=靜電力時，電荷不再聚集。ab兩端形成穩定的電勢差。13對應的

5、非靜電性場強：此時如果將ab端連接起來，將有電流從a端流出經外電路回到b端，正負電荷的中和使得導體內的靜電場減小，此時洛倫茲力又使得電荷不斷向ab端聚集。結論：ab棒相當于電源；非靜電性力是洛倫茲力ab棒的電動勢為：動生電動勢公式：142、動生電動勢的計算方法：（1）由 計算注意：1. 只有首先取定 的方向， 的正負才有方向意義， 表示 的方向與所取 （即繞行的方向）的方向一致。反之則方向相反。 2. 計算中，要明確兩個夾角：一是 與 的夾角 。由速度與磁場而定；二是 與 的夾角 ，它與速度、磁場方向及 方向均有關。15a). 對于一回路，由運動情況求出：b). 對于一段不閉合導線ab，無磁通

6、量概念，如圖所示，（2）由 計算 再由 求出 。則假想用另一段導線acb與ab組成回路，使之成為閉合回路。16一般情況下：對于一段任意形狀的導線在磁場中的平動或者一段直導線在磁場中的轉動情況，用定義求解較好。而對于閉合線圈或一段曲導線在磁場中繞定軸轉動的情況，用法拉第感應定律求解較好。17動生電動勢的解題步驟（定義法）：1：在運動導線上取積分路徑(可任意），并在其上取微元 。2：給出微元 處磁感應強度 和該處導線的運動速度 。3：計算 和 計算中注意兩個夾角：一是 與 的夾角；二是 與 的夾角。4：統一積分變量，確定積分上下限，解得 表示 的方向與所取 （即繞行的方向）的方向一致。反之則方向相

7、反。18解 例1 一長為 的銅棒在磁感強度為 的均勻磁場中,以角速度 在與磁場方向垂直的平面上繞棒的一端轉動，求銅棒兩端的感應電動勢. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +oP（點 P 的電勢高于點 O 的電勢） 方向 O P19例題：一導線ab與長直導線AB共面且相互垂直，當ab以速度V平行于電流方向運動時，求它產生的動生電動勢。相關參數如圖。20解：一、以定義法求解,以a到b為積分路徑。如圖建立坐標。取微元dx，有：整個導線上的電動勢為：21解：二、由法拉第感應定律求解。如圖建立閉合回路。設想ab邊與另一