高考物理一轮复习 第四章 5 电磁感应现象的两类情况知识点总结课件 新人教版.ppt

5电磁感应现象的两类情况 知识点1 感生电场与感生电动势 1 感生电场 1 定义 变化的磁场在周围空间所激发的电场 2 方向 就是感生电流的方向 用楞次定律判断 3 电场线 是闭合的曲线 2 感生电动势 1 定义 由感生电场产生的电动势 感生电动势所对应的非静电力是感生电场对自由电荷的作用力 2 感生电动势大小由法拉第电磁感应定律求得 即 3 感生电场是产生感生电动势的原因 3 应用实例 电子感应加速器 1 电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备 如图 4 5 1所示 图4 5 1 2 原理 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生电场 射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速 知识点2 洛伦兹力与动生电动势 1 定义 由于导体的运动 切割磁感线 而产生的感应电动势 动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的分力 2 动生电动势与洛伦兹力有关 因为洛伦兹力总是与电荷的运动方向垂直 所以洛伦兹力始终不做功 3 动生电动势的大小可用e blvsin 该公式适用于匀强磁场 直导线既垂直于磁感应强度b 又垂直于速度v 式中 是v与b的夹角 bsin 可看作b在垂直于v方向上的分量b vsin 可看作v在b方向上的分量v 知识点3 感生电动势与动生电动势的区别 例1 如图4 5 2所示 两根平行金属导轨固定在水平桌面上 每根导轨每米的电阻为r0 0 10 m 导轨的端点p q用电阻可忽略的导线相连 两导轨间的距离l 0 20m 有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面 已知磁感强度b与时间t的关系为b kt 比例系数k 0 020t s 一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动 在滑动过程中保持与导轨垂直 在t 0时刻 金属杆紧靠在p q端 在外力作用下 杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动 求在t 6 0s时金属杆所 受的安培力 图4 5 2 1 双选 如图4 5 3所示 一个闭合电路静止于磁场中 由于磁场强弱的变化 而使电路中产生了感应电动势 下列说 法中正确的是 图4 5 3 a 磁场变化时 会在空间中激发一种电场b 使电荷定向移动形成电流的力是磁场力c 使电荷定向移动形成电流的力是电场力d 以上说法都不对 解析 变化的磁场产生电场 处在其中的导体 其内部的 自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流 答案 ac 题型1 感生电动势的应用 例2 内壁光滑 水平放置的玻璃圆环内 有一直径略小于环口直径的带正电小球 以速度v0沿逆时针方向匀速转动 如图4 5 4所示 若在此空间突然加上方向竖直向上 磁感应强度b 随时间成正比增加的变化磁场 设运动过程中小球带 电量不变 则正确的是 图4 5 4 a 小球对玻璃环的压力一定不断增大b 小球受到的磁场力一定不断增大 c 小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方 向加速运动 d 磁场力对小球先做负功后做正功 解析 空间突然加上方向竖直向上 磁感应强度b随时间成正比增加的变化磁场 在此空间激发感生电场 由于感应电流的磁场方向向下 由安培定则可知 感生电场的方向从上往下看顺时针 感生电场对电荷的作用力与电荷的运动方向相反 所以小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动 答案 c 2 在竖直向上的匀强磁场中 水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈 规定线圈中感应电流的正方向如图4 5 5甲所示 当磁场的磁感应强度b随时间t如图乙变化时 下列选项 中正确表示线圈中感应电动势e变化的是 图4 5 5 答案 a 题型2 动生电动势的应用 例3 如图4 5 6所示 用粗细相同的铜丝做成边长分别为l和2l的两只闭合线框a和b 以相同的速度从磁感应强度为b的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外 不考虑线框的动能变 化 若外力对环做的功分别为wa wb 则wa wb为 图4 5 6 a 1 4c 1 1 b 1 2d 不能确定 答案 a 3 2011年湛江调研 如图4 5 7所示 在磁感应强度b 1 2t的匀强磁场中 让导体pq在u型导轨上以速度v0 10m s向右匀速滑动 两导轨间距离l 0 5m 则产生的感应 d 电动势的大小和pq中的电流方向分别为 图4 5 7 a 0 6v 由p向qc 6v 由p向q b 0 6v 由q向pd 6v 由q向p 题型3 电磁感应与力学的综合应用 例4 如图4 5 8所示 有两根足够长 不计电阻 相距l的平行光滑金属导轨cd ef与水平面成 角固定放置 底端接一阻值为r的电阻 在轨道平面内有磁感应强度为b的匀强磁场 方向垂直轨道平面斜向上 现有一平行于ce 垂直于导轨 质量为m 电阻不计的金属杆ab 在沿轨道平面向上的恒定拉力f作用下 从底端ce由静止沿导轨向上运动 当ab杆速度达到稳定后 撤去拉力f 最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端 已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等 求拉力f和杆ab 最后回到ce端的速度v 图4 5 8 解 当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时 其受力如图4 5 9所示图4 5 9由平衡条件可知f fb mgsin 0 又fb bil 4 如图4 5 10所示 宽度为l的足够长的平行金属导轨mn pq的电阻不计 垂直导轨水平放置一质量为m电阻为r的金属杆cd 整个装置处于垂直于导轨平面的匀强