高中物理 4.5 电磁感应现象的两类情况（讲授式）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 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 一 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 可由楞次定律判断 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 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 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 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 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 电子带负电 1 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 2 空间磁场变化产生的电场方向 仍然可用楞次定律判断 它是如何将其它形式的能转化为电能的 二 电磁感应现象中的洛伦兹力 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 导体棒中电流是由d指向c的 导体棒切割磁感线产生了感应电动势 二 电磁感应现象中的洛伦兹力 4 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 如图所示 导体棒cd在均匀磁场中运动 1 自由电荷会随着导体棒运动 并因此受到洛伦兹力 导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向 斜向上 2 导体棒一直运动下去 自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去 为什么 不会当电场力等于洛伦兹力时 自由电荷不再定向运动 c端电势高 3 导体棒的哪端电势比较高 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 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 3 e blv 电动势变为2倍 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 三 感生电动势和动生电动势的区别 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60c