电磁感应现象的两类情况 (2)ppt课件.ppt

5电磁感应现象的两类情况,杨伟勤,学习目标1.知道感生电动势产生的原因，会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小.2.了解动生电动势产生的原因，会判断动生电动势的方向，并会计算它的大小.3.知道公式En与EBlv的区别和联系,思考：哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？,穿过闭合回路磁通量发生了变化，回路中产生感应电动势。产生感应电动势那部分导体相当于电源,请你思考：,3,一、电磁感应现象中的感生电场,如图所示，B增强，那么就会在空间激发一个感生电场E.如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？(2)上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？,电磁感应现象中的感生电场,定义：变化的磁场在周围空间激发的电场,叫感生电场,由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势（）,感生电动势的非静电力就是感生电场对自由电荷的作用,方向：可由楞次定律和右手定则判断.,5,感生电场和静电场的区别,静电场E0,感生电场Ek,起源,由静止电荷激发,由变化的磁场激发,电场线形状,电场线为非闭合曲线,电场线为闭合曲线,Ek,静电场为有源场,感生电场为无源场,6,对感生电场的理解,1.变化的磁场周围产生感生电场，与闭合电路是否存在无关.如果在变化磁场中放一个闭合电路，自由电荷在感生电场的作用下发生定向移动.2.感生电场可用电场线形象描述.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的；而静电场的电场线不闭合.注：麦克斯韦提出了完整的电磁理论，并预言了电磁波存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在（1）电磁理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场（2）周期性变化的磁场（电场）产生周期性变化的电场（磁场）电磁波（3）均匀变化的磁场（电场）产生恒定的电场（磁场）,闭合回路(可假定其存在)的感应电流方向就表示感生电场的方向.判断思路如下：,假设存在垂直磁场方向的环形回路,回路中的磁通量的变化,楞次定律,安培定则,回路中感应电流的方向,感生电场方向,电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？,1,9,铁,芯,线圈,电,束,子,环形真空室,B,磁场,电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。,1,10,柱形电磁铁产生磁场。磁场中安置一个环形真空管道。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感应电场的持续作用而被不断加速。,1,11,【试题】(多选)某空间出现了如右图所示的闭合的电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是()A.沿AB方向磁场在迅速减弱B.沿AB方向磁场在迅速增强C.沿BA方向磁场在迅速增强D.沿BA方向磁场在迅速减弱,它是如何将其它形式的能转化为电能的?,请你思考：,导体切割磁感线时也会产生感应电动势,该电动势产生的机理是什么?,13,二、电磁感应现象中的洛伦兹力,如图所示，导体棒CD在匀强磁场中运动(1)自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力导体棒中的自由电荷受到的洛伦兹力方向如何？(为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷)(2)若导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒一直运动下去？为什么？(3)导体棒哪端电势比较高？如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的？,动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的一个分力。,动生电动势:由于导体的运动（切割磁感线）而产生的感应电动势称为动生电动势,注意：虽然动生电动势与洛伦兹力有关，但洛伦兹力始终不做功。,电磁感应现象中的洛伦兹力,15,动生电动势的产生：(1)由于产生的电动势叫动生电动势(2)动生电动势大小：(B的方向与v的方向垂直)(3)方向判断：定则,导体运动,EBlv,右手,动生电动势,感生电动势,特点,磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化,闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化,原因,由于S的变化引起回路中变化,非静电力就是洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势,变化磁场在它周围空间激发涡旋电场，非静电力就是感生电场力，由感生电场力对电荷作功而产生电动势,方向,的来源非静电力,一般用楞次定律判断,一般用右手定则判断,感生电动势和动生电动势的区别,17,En和EBlv的比较应用,【题目1】如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，则（）A.小球速度变大B.小球速度变小C.小球速度不变D.小球速度可能变大也可能变小,【题目2】如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为a、b、c.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是（）A.ac，金属框中无电流B.bc，金属框中电流方向沿abcaC.bcBl2，金属框中无电流D.bcBl2，金属框中电流方向沿acba,【题目3】(多选)如图所示，三角形金属导轨EOF上放有一金属杆AB，在外力作用下，使AB保持与OF垂直，从O点开始以速度v匀速右移，该导轨与金属杆均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是（）A.电路中的感应电流大小不变B.电路中的感应电动势大小不变C.电路中的感应电动势逐渐增大D.电路中的感应电流逐渐减小,【题目4】（多选）如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线圈从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次拉出时的速度为v，第二次拉出时的速度为2v.这两次拉出线圈的过程中，下列说正确的是（）A.线圈中的感应电流之比为12B.线圈中产生的电热之比为12C.施力的方向与速度方向相同，外力的功率之比为12D.流过线圈任一截面的电荷量之比为11,【题目5】（多选）如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导