浙江省高中物理 第四章 电磁感应 第5课时 电磁感应现象的两类情况课件 新人教版选修32.ppt

第5课时电磁感应现象的两类情况 研究选考 把握考情 知识点一电磁感应现象中的感生电场 基础梳理 1 感生电场磁场 时会在周围空间激发一种 这种电场与静电场不同 它不是由电荷产生的 我们把这种电场叫做 2 感生电动势 1 定义 由感生电场产生的感应电动势称为 2 大小 e 3 方向判断 和右手螺旋定则 变化 电场 感生电场 感生电动势 楞次定律 靖宸 靖宸 1 对于感生电场的理解 1 感生电场是一种涡旋电场 电场线是闭合的 涡旋电场也会对电荷产生力的作用 2 实际问题中我们常要由磁场的方向和强弱变化的情况 根据楞次定律或安培定则来确定感生电场的方向 3 感生电场的存在与电路是否闭合无关 要点精讲 1 电路中电源的电动势是非静电力对自由电荷的作用 在电池中 这种力表现为化学作用 在感生电动势中感生电场对电荷的静电力 相当于电源内部的非静电力 2 感生电动势的方向与感生电场的感生电流方向一致 电路中存在感生电场产生感生电动势的导体部分充当电源 其电路为内电路 当它与外电路接通后就会对外电路供电 2 对于感生电动势的理解 例1 如图1所示 一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动 当磁感应强度均匀增大时 此粒子的动能将 a 不变b 增加c 减少d 以上情况都可能解析当磁感应强度均匀增大时 在纸平面方向上将产生逆时针环绕的电场 对带正电的粒子做正功 使其动能增加 答案b 图1 知识点二电磁感应现象中的洛伦兹力 1 成因 导体棒做切割磁感线运动时 导体棒中的自由电荷随棒一起定向运动 并因此受到洛伦兹力 2 动生电动势 由于 而产生的感应电动势 3 动生电动势中的非静电力 与 有关 基础梳理 导体运动 洛伦兹力 要点精讲 要点1对动生电动势的理解 1 动生电动势的产生一段导体做切割磁感线运动时 导体内的自由电荷随导体在磁场中运动 则必受洛伦兹力 自由电荷在洛伦兹力作用下产生定向移动 这样异种电荷分别在导体两端聚集 从而使导体两端产生电势差 这就是动生电动势 若电路闭合 则电路中产生感应电流 2 动生电动势的大小和方向 大小 e blv b的方向与v的方向垂直 方向 根据楞次定律或右手定则确定 例2 如图2所示 导体棒cd放在光滑水平金属导轨上 已知匀强磁场的磁感应强度为0 4t 方向垂直纸面向里 导体棒长度与导轨宽度恰相等 l 20cm 导体棒的电阻r 10 外接电阻r 30 不计金属导轨的电阻 当用水平拉力f拉着cd棒以10m s的速度向右匀速运动时 求 图2 1 流经cd棒的电流大小及方向 2 要维持导体棒匀速运动所需的水平外力多大 答案 1 0 02a由d流向c 2 1 6 10 3n 名师点睛解决该问题的基本思路是 确定电源 分析电动势是感生电动势还是动生电动势 选物理规律确定其大小和方向 再分析电路结构 由欧姆定律求电流 最后由安培力公式计算安培力的大小 要点2感生电动势和动生电动势的区别 特别提醒有些情况下 动生电动势和感生电动势具有相对性 例如 将条形磁铁插入线圈中 如果在相对磁铁静止的参考系内观察 线圈运动 产生的是动生电动势 如果在相对线圈静止的参考系中观察 线圈中磁场变化 产生感生电动势 图3 答案5s 例4 如图4所示 半径为r的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中 磁感应强度为b 方向垂直于纸面向里 一根长度略大于导轨直径的导体棒mn以速率v在圆导轨上从左端滑到右端 电路中的定值电阻为r 其余电阻不计 导体棒与圆形导轨接触良好 求 图4 1 在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值 2 mn从左端到右端的整个过程中 通过r的电荷量 3 当mn通过圆导轨中心时 通过r的电流大小 1 关于电磁感应现象中的感生电场 下列说法正确的是 a 感生电场不同于静电场 其电场线是闭合曲线 c 感生电场产生感生电动势中的非静电力是洛伦兹力d 感生电动势对应的非静电力对自由电荷不做功 答案ab 2 如图5所示 导体ab在做切割磁感线运动时 将产生一个感应电动势 因而在电路中有电流通过 下列说法正确的是 a 因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势b 动生电动势的产生与洛伦兹力有关c 动生电动势的产生与电场力有关d 动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的解析根据动生电动势的定义 a项正确 动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关 感生电动势中的非静电力与感生电场有关 b项正确 c d项错误 答案ab 图5 3 如图6甲所示 一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中 设向里的方向为磁感应强度b的正方向 线圈中的箭头为电流i的正方向 已知线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示 则磁感应强度随时间变化的图象可能是 图6 解析0 0 5s 由题图分析可知 磁场垂直纸面向里均匀增大或垂直纸面向外均匀减小 a错误 0 5 1 5s 磁感应强度斜率的绝对值与0 0 5s磁感应强度斜率的绝对值相等 斜率符号相反 b错误 同理分析其他时间段可知c d正确 答案cd 4 如图7 一个半径为l的半圆形硬导体ab以速度v 在水平u形框架上匀速滑动 匀强磁场的磁感应强度为b 回路电阻为r0 半圆形硬导体ab的电阻为r 其余电阻不计 则半圆形导体ab