高中物理感生电动势和动生电动势1课件新人教版选修.ppt

电磁感应现象的两类情况 感生电动势和动生电动势 复习回顾 1 什么是电源 什么是电动势 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 哪一种作用扮演了非静电力的角色呢 2 楞次定律 法拉第电磁感应定律指出 当穿过闭合回路的磁通量发生变化时 回路中就要产生感应电动势 穿过闭合回路的磁通量发生变化的方式实质为两类 I 闭合回路面积不变 磁场随时间变化 II 磁场不变 闭合回路的面积随时间变化 磁场变强 英国物理学家麦克斯韦认为 磁场变化时会在空间激发一种电场 称为感生电场 也叫涡旋电场 感生电场的电场线是闭合的 感生电场的方向可以根据楞次定律用右手螺旋定则来判断 由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势 感生电动势所对应的非静电力是感生电场对自由电荷的作用 感生电场方向就是感应电流方向 判断方法 楞次定律 感生电场与静电场的区别 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 有共性 具有场物质形式的所有共性 均对电荷有力的作用 且场强定义相同 产生感生电动势的导体就是电源 其电路就是内电路 当它与外电路连接后就会对外电路供电 感生电场是产生感应电流或感应电动势的原因 感生电场的方向同样可由楞次定律判断 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 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应电场 射入其中的电子就受到这感应电场的持续作用而被不断加速 二 电磁感应中的洛伦兹力和动生电动势 导体切割磁感线也会产生感应电动势 该电动势产生的机理是什么 导体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪些因素有关 理论分析 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 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 楞次定律判断 楞次定律或右手定则 例 如图 水平面上有两根相距0 5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ 它们的电阻可忽略不计 在M和P之间接有阻值为R 3 0 的定值电阻 导体棒ab长 0 5m 其电阻为r 1 0 与导轨接触良好 整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中 B 0 4T 现使ab以v 10m s的速度向右做匀速运动 1 ab哪点电势高 ab两点间的电压多大 2 维持ab做匀速运动的外力多大 3 ab向右运动1m的过程中 外力做的功是多少 电路中产生的热量是多少 1 a1 5V 2 0 1N 3 0 1J0 1J 小结 感应电场 由变化