2019-2020学年高中物理 第四章 电磁感应 第5节 电磁感应现象的两类情况课件 新人教版选修3-2

第5节电磁感应现象的两种情况，学习目标1。了解感应电动势、动态电动势的概念。知道产生感应电动势的非静态功率是感应电场的作用，产生动态电动势的非静态功率与洛伦兹力有关。2.伦茨定律判断感官电场的方向，左手判断洛伦兹力的方向。我知道电磁感应符合能量守恒定律。首先，电磁感应现象的感应电场1。感应电场：磁场_ _ _ _ _ _ _ _在空间中产生的电场。2.感应电动势：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _产生的感应电动势。感应电动势的非静态功率：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _对自由电荷的作用。变化，感应电场，感应电场，2，电磁感应现象的洛伦兹力1。原因：导体棒切割磁感应线的运动时，杆的_ _ _ _ _ _ _ _2.运动电动势：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _产生的感应电动势。3.动态电动势的异常功率：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。自由电荷，导体运动，洛伦兹力，判断以下陈述的错误。1.感应电动线关闭。()2 .只要磁场发生变化，即使没有电路，空间也会产生感应电场。()3 .产生感应电场，必然产生感应电动势。()，自主思考，4。导体内自由电荷被洛伦兹力作用是运动电动势的原因。()5。在向自由电荷方向移动的过程中接收的洛伦兹力沿着导体棒的方向。()6。洛伦兹力对方向移动的自由载荷执行正操作。()，-1。对感应电场的理解(1)感应电场是一种涡流电场，电场线是封闭的。(2)感应电场的产生与空间是否有闭合电路无关。(3)感应电场的方向与闭合电路(或虚拟闭合电路)中感应电流的方向相同。试验点1诱导电动势和动态电动势的比较，2 .动态电动势的电荷被洛伦兹力理解的(1)运动导体的自由电子不仅随着导体移动到速度v，还沿着导体移动到速度u，如图4-5-1所示。因此，导体中电子的结合速度v-bond等于v和u的矢量之和，因此电子接收的洛伦兹力为f-bond=ev-bond b，f-bond垂直于结合速度v-bond。图4-5-1，(2) f与v垂直，因此从工作角度看对电子不起作用。3 .诱导电动势和动态电动势的比较，问题组突破 1。(多选)内壁光滑水平的玻璃环内有一个直径略小于圆环的静电的小球体，如图4-5-2所示。速度v0按逆时针方向恒定旋转。在这个空间中，突然添加了方向垂直向上、磁感应强度b随时间以正比例增加的可变磁场，在移动过程中，将小球的带电荷量设置为常量，对图4-5-2，a .球的玻璃环的压力继续增加。球受到的磁力不断增加。c .球先逆时针运动，经过时间，再顺时针运动加速运动。d .磁力对球总是没有作用。因为在玻璃环所在的地方均匀变化的磁场在周围产生了一定的涡流电场，作用于有正电的小球体上。伦茨定律可以判断感应电场的方向是顺时针方向。受电场力作用，球先逆时针做减速运动，然后顺时针做加速运动。球在水平面上沿轨迹半径方向受两个力的作用。环的弹簧fn和洛伦兹力f=bqv，两个力的矢量和时间等于球圆周运动的向心力。由于球的速度大小变化、方向变化以及磁场强弱的变化，弹性fn和洛伦兹力f总是增加，磁力总是垂直于圆周运动的线速度方向，因此磁力也对球不起作用。因此，选项c，d是正确的。答案cd，2 .(多重选择)如图4-5-3所示，如果直线电流附近有金属条ab，金属条绕b端以ab为半径，通过导线的平面均匀旋转到图的虚线位置，则图4-5-3，a. a端聚合电子b. b端聚合电子c .金属条的电场强度为0 d. a b(2019全卷)(多重选择)如果空间中存在与纸张垂直、随时间变化大小的均匀磁场，则固体细导体的电阻率为，横截面积为s，此导体用纸固定r半径制作的圆环，中心o固定在mn。t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示。如图(b)所示，磁感应强度b随时间t的变化。t=0到t=t1之间的时间间隔，图4-5-4，回答bc，1。电磁诱导问题物理现象的相关性，试验点2电磁诱导中动态问题的解决方法，2。解决电磁感应问题的基本思路(1)法拉第电磁感应定律和伦茨定律，使用右手定律确定感应电动势的大小和方向。(2)应用闭路欧姆定律，求出电路的感应电流大小。(3)分析研究导体的应力状况，应特别注意安培方向的确定。(4)列出运动方程或平衡方程解。3 .两种状态的处理方法(1)导体是平衡状态静止或均匀直线运动状态。处理方法：平衡条件合力等于零行分析。(2)导体非平衡加速度不等于0。处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或耦合功能关系分析。4 .电磁感应的动态临界问题示例1如图4-5-5 a所示，两个具有足够长的直线金属导轨，其中平行于倾斜的绝缘坡度，两个导轨间距为l，m，p两点具有电阻值为r的电阻。质量为m的统一直金属杆ab放置在两条轨道上，与轨道垂直。整个装置在磁感应强度为b的均匀磁场中，磁场方向从垂直倾斜向下。导轨和金属条的电阻可以忽略。ab拉杆处于静止状态时，沿导轨向下移动，确保导轨和金属条相互接触，而不考虑摩擦。图4-5-5，(1)在ab负载下降期间的特定时间点上绘制力图，如图b中沿a方向观看设备的图b所示。(2)在加速度下降过程中，当ab负载的速度大小为v时，寻找ab负载的电流和加速度大小。(3)查找下降过程中ab条可以达到的最大速度。分析(1)如图所示，ab负载由重力mg垂直向下。支撑力fn，垂直倾斜以上；安培f，沿坡面向上。定律总结了解决电磁感应现象力学问题的思路(1)要绘制电物体所需的等效电路图。(2)绘制动力学对象所需的力分析图和流程图。(3)在电磁感应中切割磁感应线的导体移动，结果感应电流必须受到安培力的作用。在安培力下，导体的运动状态发生了变化，可能需要应用牛顿的运动规律。1 .(多重选择)如图4-5-6所示，mn和pq是两个相互平行且垂直放置的平滑金属导轨，据悉导轨足够长，没有电阻。ab是垂直于轨道且始终与轨道接触良好的金属条。如果最初断开开关s，使杆ab从静止状态开始自由下落，在一段时间后关闭s以关闭s开始，则金属杆ab的速度v随时间变化的图像为变形训练，图4-5-6，回答acd，1 .能量转换特性，测试点3电磁感应的能量问题，2。解决电磁感应现象能量问题的一般步骤(1)在电磁感应中切割磁电感的导体或磁羽的电路，明确分析感应电动势、相应导体或(2)哪些力工作，就能知道哪些形式的能量相互转换。(3)根据能量守恒热方程。示例2如图4-5-7 a所示，没有电阻的平行金属导轨以与水平面的角度37放置，轨道间距l=1m，顶部为电阻r=3，虚线oo 下方为垂直于轨道平面的均匀磁场。现在，质量m=0.1kg，阻力r=1的金属杆ab在oo 上方垂直轨道上从静止状态释放，在杆下降过程中始终垂直于轨道并保持良好的接触，如图b所示。(g=10m/s2)球体：图4-5-7，(1)磁感应强度b大小；(2)金属棒在磁场中下降0.1s，由电阻r产生的热量。思路指南(1)确定图像的加速度大小，使用牛顿第二定律获取安培大小，然后根据安培公式确定b的大小。(2)使用焦耳定律或能量守恒热方程寻找热。焦耳热计算技术方法提示(1)如果感应电路中的电流恒定，则电阻产生的焦耳热等于