【大物第七版·电磁感应 电磁场理论】感生电动势 感生电场总结
一、感生电场
感生电动势:导体回路不动,磁场发生变化产生的电动势
感生电场:变化的磁场在其周围激发了一种电场
(表示感生电场的场强)
注意是负号
在圆形磁场中,为感生电场*弧长=电动势,若是弧长为半径方向,则电动势为0。
原因是半径方向产生的感生电场垂直于弧长,点乘cos90=0。
在自然界中存在着两种以不同方式激发的电场,所激发电场的性质也截然不同
由静止电荷所激发的电场时保守力场(无旋场),在该场中电场强度沿任一闭合回路的线积分恒等于0,即
但变化磁场所激发的感生电场沿任一闭合回路的线积分一般不等于0,而是有
,说明感生电场不是保守力场。
感生电场电场线无起点,无终点,永远是闭合的,像漩涡一样,因此又称涡旋电场
二、电子感应加速器
电子感应加速器基本原理:利用变化的磁场所激发的电场来加速电子。
具体:
两块电磁铁中间有一环形真空室,电磁铁上环有线圈,线圈中通上交变电流。两极间产生一个由中心向外逐渐减弱的交变磁场,这个磁场在真空室内激发感生电场。此时,若用电子枪将电子沿切线射入真空室,电子疏导感生电场作用而加速。同时,电子还受到真空室中洛伦磁力的作用,使电子做圆周运动。
感生电场使其加速,磁场使其圆周运动。
真空室中的磁场B应满足:
(为常量)
得
同时两边对t求导
代入:
有
代入
代入
(是平均磁感应强度)
此时说明和都在改变,但一直保持着
三、涡电流
涡电流:遇到大块金属体在磁场中运动,或者处在变化着的磁场中,此时在金属体内部也会产生感应电流,这种电流在金属体内部自成闭合电路。
电磁阻尼:设有意金属片做成的摆,可在电磁铁的两极之间摆动。根据楞次定律,磁场对涡电流的作用要阻碍摆和磁场的相对运动,因此金属摆受到一个阻尼力的作用。这种阻尼起源于电磁感应,称为电磁阻尼。
圆形磁场
圆内各点感生电场为
圆外各点感生电场:
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