§ 13- 3 感生电动势
1,感生电场
当导体回路不动,由于磁场变化引起磁通量改
变而产生的感应电动势,叫做 感生电动势 。
变化的磁场在其周围激发了一种电场,这种电
场称为 感生电场 。
以 表示感生电场的场强,根据电源电动势的
定义及电磁感应定律,则有
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( 1)场的存在并不取决于空间有无导体回路存在,
变化的磁场总是在空间激发电场。
( 2)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
发的电场是保守力场( 无旋场 );由变化磁场所激发
的电场不是保守力场( 有旋场 )。
注意:
( 3) 线的绕行方向与
所围的 的方向构成左螺旋
关系。
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tB??
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E?
感生电场
例 13-6 在半径为 的无限长螺线管内部的磁
场 随时间作线性变化( )时,求管内外的
感生电场 。
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解,由场的对称性,变
化磁场所激发的感生电场的
电场线在管内外都是与螺线
管同轴的同心圆。任取一电
场线作为闭合回路。
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感生电场
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( 1)当 时Rr ?
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的方向沿圆周切线,指向与圆周内的
成左旋关系。 t
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感生电场
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( 2)当 时Rr ?
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B
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d
2
2???
螺线管内外感生电场随离轴线距离的变化曲线
感生电场
电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的
一种设备。
2,电子感应加速器
线圈
铁芯
电子束
环形真空
管 道
电子感应加速器全貌 电子感应加速器的一部分
电子感应加速器
它的柱形电磁铁在两极间产生磁场。在磁场中
安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。当磁
场发生变化时,就会沿管道方向产生感应电场。射
入其中的电子就受到这感应电场的持续作用而被不
断加速。
电子感应加速器
常量??
eB
mvR
对磁场设计的要求:
为了使电子在环形真空室中按一定的轨道运动,
电磁铁在真空室处的磁场的 值必须满足B
)(dd1dd mvteRtB ?
将上式两边对 进行微分t
)(dd mveE t?
R
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电子感应加速器
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B
t
B
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2
1?
这是使电子维持
在恒定的圆形轨道上
加速时磁场必须满足
的条件。
B
t
一个周期内感生电场的方向
电子感应加速器
例 13-7 测铁磁质中的磁感应强度。
在铁磁试样作的环上绕上两组线圈,一组线
圈匝数为 N1,与电池相连,另一组线圈匝数为 N2,与
一个“冲击电流计”相连 (这种电流计的最大偏
转与通过它的电量成正比 ).设铁环原来没有磁化,
当合上电键使 N1中的电流从
零增大到 I1时,冲击电流计
测出通过它的电量是 q.求
与电流 I1相应的铁环中的
磁感应强度 B1是多大?
1N
2N
电子感应加速器
1N
2N
解, 当合上电键使 N1中的电流增大时,它在
铁环中产生的磁场也增强,因而 N2线圈中有感生
电动势产生,以 S表示环的截面积,以 B表示环内磁
感应强度,则,而 N2中的感生电动势的大
小为
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22 ???
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以 R表示 N2回路 (包括冲击电
流计 )的总电阻,则 N2中的电流为
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电子感应加速器
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2N
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设 N1中的电流增大到 I1需要的时间为,则在
同一时间内通过 N2回路的电量为 ?
由此得
电子感应加速器
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2N
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设 N1中的电流增大到 I1需要的时间为,则在
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电子感应加速器