感生电动势.pptx

在产生感生电动势的过程中，在产生感生电动势的过程中，涡旋电场力涡旋电场力充当非静电力的充当非静电力的角色。角色。涡旋电场假说的本质是：涡旋电场假说的本质是：变化的磁场可以激发电场。变化的磁场可以激发电场。值得注意的是，上述任意闭合回路完全可以是假想的，而值得注意的是，上述任意闭合回路完全可以是假想的，而不必有真实的回路存在。换句话说，如果我们在假想回路的不必有真实的回路存在。换句话说，如果我们在假想回路的位置放上一个非导体回路，则回路中仍有位置放上一个非导体回路，则回路中仍有感应电动势存在，感应电动势存在，只不过是没有感应电流而已。只不过是没有感应电流而已。涡旋电场最重要的性质，是对电荷有力的作用。涡旋电场最重要的性质，是对电荷有力的作用。在涡旋电场所在区域中，取任意闭合回路，按电源电动势在涡旋电场所在区域中，取任意闭合回路，按电源电动势的定义，该回路中的感应电动势为：的定义，该回路中的感应电动势为：3.感生电动势的计算公式感生电动势的计算公式 结合电源电动势的定义有：结合电源电动势的定义有：由法拉第电磁感应定律：由法拉第电磁感应定律：是以是以 为边界的任意曲面。上式是涡旋电场与磁场变化为边界的任意曲面。上式是涡旋电场与磁场变化率之间满足的普遍关系。率之间满足的普遍关系。4.感生电场的方向感生电场的方向 涡旋电场与磁场变化率之间成左手螺旋关系。涡旋电场与磁场变化率之间成左手螺旋关系。13.3.2 感生电场及感生电动势的计算感生电场及感生电动势的计算 由于受到数学知识的限制，目前我们只能计算轴对称且均由于受到数学知识的限制，目前我们只能计算轴对称且均匀分布的变化磁场产生的涡旋电场。匀分布的变化磁场产生的涡旋电场。例例（例（例136）（1）解解：（2）解法一解法一（涡旋电场解法）（涡旋电场解法）方向：方向：B A。解法二解法二（法拉第电磁感应定律解法）（法拉第电磁感应定律解法）选顺时针为回路绕行方向，穿过选顺时针为回路绕行方向，穿过三角形三角形 OAB 的磁通量为：的磁通量为：方向：顺时针。方向：顺时针。利用涡旋电场对电子进行加速的装置，被称为利用涡旋电场对电子进行加速的装置，被称为电子感应加电子感应加速器速器。其工作原理图如下：。其工作原理图如下：电子束电子束电子枪电子枪靶靶13.3.3*电子感应加速器电子感应加速器1.电子感应加速器工作原理电子感应加速器工作原理 采用正弦交流电来产生随时间变化的磁场。分析表明，电采用正弦交流电来产生随时间变化的磁场。分析表明，电子只在交流电一个周期的四分之一时间里，才能既在磁场里子只在交流电一个周期的四分之一时间里，才能既在磁场里作圆周运动，同时又能被涡旋电场加速。作圆周运动，同时又能被涡旋电场加速。2.电子能够被加速的时间段电子能够被加速的时间段 左图表明，电子只在交左图表明，电子只在交流电每个周期的第一个四流电每个周期的第一个四分之一时间里，才能既在分之一时间里，才能既在磁场里作逆时针方向的圆磁场里作逆时针方向的圆周运动，同时又能被顺时周运动，同时又能被顺时针方向的涡旋电场加速。针方向的涡旋电场加速。如果使用如果使用50赫兹的交流赫兹的交流电，则电子被加速的有效电，则电子被加速的有效时间只有时间只有 0.005 秒！秒！在均匀磁场中，电子作圆周运动的轨道半径与其速率成正在均匀磁场中，电子作圆周运动的轨道半径与其速率成正比，随着电子不断被加速，其轨道半径会越来越大。因此，比，随着电子不断被加速，其轨道半径会越来越大。因此，在电子感应加速器中，我们不能使用均匀磁场，而是使用一在电子感应加速器中，我们不能使用均匀磁场，而是使用一种内强外弱的轴对称磁场。具体分析如下：种内强外弱的轴对称磁场。具体分析如下：3.电子能够被稳定在半径固定的轨道上运动的条件电子能够被稳定在半径固定的轨道上运动的条件