高中物理选修3-2 电磁感应现象的两类情况_.ppt

5 电磁感应现象的两类情况 选修3 2 导体切割磁感线 电键闭合 改变滑动片的位置 AB相当于电源 线圈B相当于电源 磁场变化引起的电动势 回顾电荷在外电路和内电路中的运动 电源电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用 化学作用就是我们所说的非静电力 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 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 感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用力 感生电场的方向类似感应电流方向的判定 楞次定律 静止的电荷激发的电场叫静电场 变化的磁场会在周围空间激发一种电场叫做感生电场 静电场的电场线是由发出 到终止 电场线闭合 而感生电场是一种涡旋电场 电场线是的 感生电场是产生或的原因 感生电场的方向也可以由来判断 感应电流的方向与感生电场的方向 实际应用 电子感应加速器 穿过真空室内磁场的方向 由图知电子沿什么方向运动 要使电子沿此方向加速 感生电场的方向如何 由感生电场引起的磁场方向如何 竖直向上 逆时针 顺时针 向下 原磁场在增强 即电流在增大 二 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 文本呈现 当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时 导体棒内部的自由电子要受到洛伦兹力作用 在洛仑兹力作用下电子沿导线向D端定向运动 使D端和C端出现了等量异种电荷 D为负极 低电势 C为正极 高电势 则导体CD相当一个电源 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关 探讨 洛伦兹力不做功 不提供能量 只是起传递能量的作用 即外力克服洛伦兹力的一个分量F2所做的功 通过另一个分量F1转化为感应电流的能量 洛伦兹力做功吗 能量是怎样转化的呢 1 如图所示 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 A 磁场变化时 会在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 AC 课堂练习 2 如图所示 导体AB在做切割磁感线运动时 将产生一个电动势 因而在电路中有电流通过 下列说法中正确的是 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仑兹力有关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 AB 例题 光滑导轨上架一个直导体棒MN 设MN向右匀速运动的速度为V MN长为L 不计其他电阻求 1 导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向 2 导体MN受到的外力的大小和方向 3 MN向右运动S位移 外力克服安培力做功的表达式是什么 4 在此过程中感应电流做功是多少 结论 在纯电阻电路中 外力克服安培力做了多少功将有多少热量产生 实际应用 动生电动势和感生电动势 1 感生电场 由变化的磁场激发的电场 2 感生电动势 由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势 3 动生电动势 由于导体运动而产生的感应电动势 感应电动势 感生电动势 动生电动势 课堂总结 感生电动势与动生电动势的比较 如图所示的是一个水平放置的玻璃圆环形小槽 槽内光滑 槽宽度和深度处处相同 现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中 让它获得一初速度v0 与此同时 有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所对应的圆面 磁感应强度的大小跟时间成正比 方向竖直向下 设小球在运动过程中电荷量不变 则 A 小球受到的向心力大小不变B 小球受到的向心力大小不断增大C 磁场力对小球做了功D 小球受到的磁场力大小与时间成正比 思路点拨 解答本题时可按以下思路分析 解析 当磁感应强度随时间均匀增大时 将产生一恒定的感生电场 由楞次定律知 电场方向和小球初速度方向相同 因小球带正电 电场力对小球做正功 小球速度逐渐增大 向心力也随着增大 故A错误 B正确 洛伦兹力对运动电荷不做功 故C错误 带电小球所受洛伦兹力F qBv 随着速率的增大而增大 同时B t 则F和t不成正比 故D错误 故选B 答案 B 规律总结 解题的关键是由楞次定律判断感生电场方向和确定该电场力对小球的做功情况 跟踪训练1下列说法中正确的是 A 动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的B 因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功 所以动生电动势与洛伦兹力无关C 感生电场是由变化的磁场激发而产生的D 感生电场的方向可以用楞次定律和安培定则来