高中物理 4.5 电磁感应现象的两类情况（问题探究式）同课异构课件 新人教版选修32.ppt

第四章电磁感应 学案5电磁感应现象的两类情况 每一个电动势都对应有一种非静电力 正是由于非静电力做功把其它形式的能转化为电能 复习电动势相关知识 一 理论探究感生电动势的产生 电流是怎样产生的 自由电荷为什么会运动 使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗 猜想 使电荷运动的力可能是洛伦兹力 静电力 或者是其它力 一 电磁感应现象中的感生电场 二 英 麦克斯韦认为 磁场变化时会在周围空间激发一种电场 感生电场 闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动 产生感应电流 感生电动势 一 电磁感应现象中的感生电场 1 定义 变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场 涡旋电场 3 电场线 是闭合的曲线 1 感生电场 2 方向 就是感生电流的方向 用楞次定律判断 三 感生电场与感生电动势 一 电磁感应现象中的感生电场 3 应用实例 电子感应灯 第四代照明灯具 寿命是白炽灯的100倍 节能比传统意义节能灯还节能一倍无电极 无灯丝 高光效 高显色 长寿命 一 电磁感应现象中的感生电场 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 3 应用实例 电子感应加速器 一 电磁感应现象中的感生电场 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 3 应用实例 电子感应加速器 一 电磁感应现象中的感生电场 3 应用实例 电子感应加速器 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 一 电磁感应现象中的感生电场 电子带负电 电场应沿顺时针方向 由楞次定律可知 原磁场应该由弱变强 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方向磁场在迅速增加c 沿ba方向磁场在迅速增加d 沿ba方向磁场在迅速减弱 1 空间磁场变化产生的电场方向 仍然可用楞次定律判断 四指环绕方向即为感应电场的方向 由此可知a c正确 导体切割磁感线时也会产生感应电动势 动生电动势 该电动势产生的机理是什么 非静电力又与什么有关呢 二 电磁感应现象中的洛伦兹力 一 理论探究动生电动势的产生 思考与讨论 1 动生电动势是怎样产生的 2 什么力充当非静电力 提示 导体中的自由电荷受到什么力的作用 导体棒的哪端电势比较高 非静电力与洛伦兹力有关吗 二 电磁感应现象中的洛伦兹力 理论分析 二 电磁感应现象中的洛伦兹力 v f f f v 导体两端产生电势差 动生电动势 动生电动势是导体中的自由电荷在磁场中受到洛仑兹力作用的结果 f 二 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关 c d 二 电磁感应现象中的洛伦兹力 探究 二 电磁感应现象中的洛伦兹力 如图所示 在磁感应强度为b 方向垂直纸面向里的匀强磁场中 金属杆mn在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动 mn中产生的感应电动势为e1 若磁感应强度增为2b 其他条件不变 mn中产生的感应电动势变为e2 则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比e1 e2分别为 a c a 2 1b a c 2 1c a c 1 2d c a 1 2 根据右手定则 电流方向该为n到m 即通过电阻为a到c 2 e blv 电动势变为2倍 1 如图所示 一个50匝的线圈的两端跟r 99 的电阻相连接 置于竖直向下的匀强磁场中 线圈的横截面积是20 2 电阻为1 磁感应强度以100t s的变化率均匀减少 在这一过程中通过电阻r的电流为多大 2 如图所示 电阻不计的裸导体ab与宽为60cm的平行金属导轨良好接触 电阻r1 3 r2 6 整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中 磁感应强度b 0 5t 当ab向右以v 5m s的速度匀速滑动时 求流过电阻r1 r2的电流大小 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变化 闭合回路的任何部分都不动 空间磁场变化导致回路中磁通量变化 原因 由于s变化引起回路中 变化 非静电力是