2015-2016学年高中物理 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3-2

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E1E2分别为()Aca,21Bac,21Cac,12Dca,12,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,EBlv,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R99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202，电阻为1，磁感应强度以100Ts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60