高中物理感生电动势和动生电动势课件新人教版选修

1、电磁感应现象的两电磁感应现象的两类情况类情况感生电动势和动生电动势感生电动势和动生电动势【复习回顾】【复习回顾】1、什么是电源？什么是电动势？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，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？哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？2、楞次定律楞次定律 法拉第电磁感应定律指出，当穿过闭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，回路中就要合回路的磁通量发生变化时，回路中就要产生感应电动势。产生感应电动势

2、。穿过闭合回路的磁通量发生变化的方式实质为穿过闭合回路的磁通量发生变化的方式实质为两类：两类：I、闭合回路面积不变，磁场随时间变化。、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。、磁场不变，闭合回路的面积随时间变化。磁场变强磁场变强英国物理学家麦克斯英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，在空间激发一种电场，称为感生电场，也叫涡称为感生电场，也叫涡旋电场。旋电场。感生电场的电场线是感生电场的电场线是闭合的，感生电场的方闭合的，感生电场的方向可以根据楞次定律用向可以根据楞次定律用右手螺旋定则来判断。右手螺旋定则来判断。磁场变强

3、磁场变强 由感生电场产生的感应电动势称为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，感生电动势所对应的非静，感生电动势所对应的非静电力是电力是感生电场感生电场对自由电荷的作用。对自由电荷的作用。 感生电场方向就是感应电流方向感生电场方向就是感应电流方向, ,判断方法判断方法: :楞次定律楞次定律静电场静电场 E E0 0感生电场感生电场 E Ek起源起源由静止电荷激发由静止电荷激发由变化的磁场激发由变化的磁场激发电电场场线线形形状状电场线为非闭合曲线电场线为非闭合曲线电场线为闭合曲线电场线为闭合曲线E Ek静电场为有源场静电场为有源场感生电场为无源场感生电场为无源场 有共性：具有场物质

4、形式的所有有共性：具有场物质形式的所有共性；均对电荷有力的作用，且场共性；均对电荷有力的作用，且场强定义相同；强定义相同； 产生感生电动势的导体就是电源产生感生电动势的导体就是电源,其电路就是内电路其电路就是内电路,当它与外电路连接当它与外电路连接后就会对外电路供电后就会对外电路供电. 感生电场是产生感应电流或感应电感生电场是产生感应电流或感应电动势的原因动势的原因,感生电场的方向同样可由感生电场的方向同样可由楞次定律判断楞次定律判断.铁铁芯芯线圈线圈电电束束子子B磁场磁场电子感应加速器是利用电子感应加速器是利用感生电场感生电场使电子加速的设备。使电子加速的设备。 它的柱形电磁铁在两极间产生磁

5、场。在磁场中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。断加速。二二.电磁感应中的洛伦兹力和动生电动势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：理论分析：v_fffv_+导体两端产生电势导体两端产生电势差差动生电动势动生

6、电动势动生电动势动生电动势是是导体中的自由导体中的自由电荷在磁场中电荷在磁场中受到受到洛仑兹力洛仑兹力作用的结果。作用的结果。f动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势特特点点磁场不变，闭合电路的整磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化致回路中磁通量的变化闭合回路的任何部分都不闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化致回路中磁通量变化原原因因由于由于S的变化引起的变化引起回路中回路中 变化变化由于由于B的变化引起的变化引起回路中回路中 变化变化非静电力就是洛仑兹力，非静电力就是洛仑兹力，由洛仑兹力对运动

7、电荷由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势作用而产生电动势变化磁场在它周围空间激发变化磁场在它周围空间激发涡旋电场，非静电力就是感涡旋电场，非静电力就是感生电场力，由感生电场力对生电场力，由感生电场力对电荷作功而产生电动势电荷作功而产生电动势方方向向的来源的来源非静电力非静电力楞次定律判断楞次定律判断楞次定律或右手定则楞次定律或右手定则 例：如图，水平面上有两根相距例：如图，水平面上有两根相距0.5m0.5m的足够长的平行的足够长的平行金属导轨金属导轨MNMN和和PQPQ，它们的电阻可忽略不计，在，它们的电阻可忽略不计，在MM和和 P P之间接有阻值为之间接有阻值为R R 3.03.0的定值电阻

8、，导体棒的定值电阻，导体棒abab长长0.5m0.5m，其电阻为，其电阻为r r 1.01.0 ，与导轨接触良好，与导轨接触良好. .整个装置整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，处于方向竖直向上的匀强磁场中，B B0.4T0.4T。现使。现使abab以以v v10m10ms s的速度向右做匀速运动。的速度向右做匀速运动。（1 1）a ba b哪点电势高哪点电势高? a b? a b两点间的电压多大？两点间的电压多大？（2 2）维持）维持a ba b做匀速运动的外力多大？做匀速运动的外力多大？（3 3）a ba b向右运动向右运动1m1m的过程中，外力做的功是多少？电路的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？中产生的热量是多少？ RB