感生电动势

产生感生电动势的非静电场力是什么?

涡旋电场假设

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法拉第电磁感应定律变形

导体不动时,法拉第电磁感应定律可以表示为:
假设导体不动,不随时间而改变

涡旋电场的性质

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实际上,涡旋电场沿闭合回路的积分不仅不为零,还等于感生电动势,即
注意,涡旋电场方向和磁场增量的方向成左手螺旋关系

关于这个左手螺旋关系的证明
实际上是由法拉第电磁感应定律中的负号决定的。
磁场和环路方向成右手螺旋关系,而感生电动势的方向总是与环路方向相反,也就有了左手(实际上是反右手)螺旋关系
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涡旋场与静电场的比较
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除了对电荷有力的作用这一条,涡旋电场其它性质和磁场而非静电场接近

自学内容:电磁感应加速器

感生电动势的计算

方法

按电动势定义计算

感生电动势是涡旋电场强度的第一类曲线积分
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按法拉第电磁感应定律计算

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这里辅助线的选择是很讲究的,因为的变化率显然和我们框选的面积有关
具体操作见下面的例子

例题

  • 用定义求涡旋电场
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此外,这个磁场应该是Chapter12中讲到的长直螺线管形成的

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注意法二中做辅助线的方法(前提条件是能够判断涡旋电场是一系列同心圆)

讨论:
用法拉第电磁感应定律计算时,磁通量变化的区域只是有磁场的部分(图中蓝色区域)
但是没有磁场的部分(图中白色区域)也会有涡旋电场
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感应电动势的计算

感生电动势和动生电动势同时存在的情况

方法

动生感生分别计算

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动生感生一起计算

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例题

所求导体为闭合回路时

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所求导体不是闭合回路时

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为什么不是闭合回路的时候要分开计算(更恰当的说法是:题目所求不是整个回路的电动势时)
因为计算动生电动势和感生电动势的辅助线的要求是不一样的
动生电动势要求所作的辅助线围成的环路磁通量不变;但是如果求非闭合回路的导体的感生电动势的话,一定要保证所做的辅助线没有感生电动势,也就是该辅助线和涡旋电场垂直
 
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