高二物理(人教版)-感生现象分析

1、感生现象分析高二年级 物理1一、前知回顾 电键闭合或断开瞬间、滑动滑动变阻器过程中，线圈A中电流产生的磁场发生变化 线圈B的磁通量变化，进而在线圈B中产生感应电动势 在线圈B与电流表连接成的电路中，形成感应电流 方向楞次定律 大小法拉第电磁感应定律2【例1】在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正。当磁场的磁感应强度 B随时间t的变化规律如图乙所示时，图丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是3C D 第2s内，B不变，无电流第1s内，磁感应强度变化率是最后两秒内的2倍，电流也是2倍斜率磁感应强度变化率 在第

2、1s内，向上的磁场变强，依据楞次定律，感生磁场要阻碍原磁场变化，感生磁场方向向下 据右手螺旋定则，电流方向与题目规定正方向相同，故电流为正 4【例2】如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示。P受重力为G，桌面对P的支持力为N，则（ ）At1时刻NG Bt2时刻NG Ct3时刻NG Dt4时刻N=G5分析：t2、t4两个时刻，线圈Q中电流恒定，产生恒定磁场，在线圈P中不产生感应电流，线圈P受到重力和支持力平衡B选项错，D选项正确t1时刻，Q中电流均匀变大，在P中将产生恒定的感应电流，但是方向无法确定方

3、法一：线圈Q中电流变大，磁场变强，线圈P中产生反向电流，二者排斥方法二：线圈P磁通量变大，如果向下运动，将可以阻碍磁通量变大，故线圈P有向下运动趋势，桌面支持力大于重力。A选项正确t3时刻，Q中电流在均匀变化过程中，P中的磁感应强度变化率不是零，P中仍然会产生感应电流。但是此时线圈Q中无电流，不产生磁场，线圈P也将不受到安培力，重力和支持力平衡均匀变化的磁场产生恒定的电流恒定不变的磁场不产生感应电流6【例3】如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间

4、t变化的关系图象如图乙所示，图象与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计，求：0 至t1时间内(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量 q及电阻R1上产生的热量。7甲乙分析：线圈磁通量变小感应电动势据楞次定律感应电流顺时针等效电路如图电流由b流向a磁场面积是有效面积，不变磁感应强度变小，变小依据闭合电路欧姆定律8磁感应强度均匀变小感应电动势恒定不变电阻R1中电流恒定依据电流定义依据焦耳定律9深入思考变化的磁场感应电动势非静电力？什么特点？10二、拨开迷雾磁场变强感应电动势楞次定律感应电流方向感生电场对自由电荷的作用力，是产生感生电动势的非静电力。猜想：变化的磁

5、场周围产生电场？11电场力作用下，形成感应电流感应电流方向与感生电场方向一致深入思考变化的磁场感应电动势非静电力？什么特点？电荷受到的力是感生电场电场力12【例4】著名物理学家费曼曾设计过一个实验，在一块绝缘板上，中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，将整个装置支撑起来。线圈绕线方向、电源的正负极情况，如图所示。忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，俯视圆盘，它将会逆时针转动，请你解释这个实验现象。分析：电源接通瞬间，线圈中产生磁场，方向“”，而且在增强。依据楞次定律，在线圈附近将产生顺时针方向的感生电场，带负电的小球将受到感生电场的电场力，其方向与感生电场方向相反。故圆盘将逆时

6、针运动起来俯视13电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如右图所示，图的上部分为侧视图，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。图的下部分为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出，当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应的要求时，电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动，不断地被加速。三、精进一步 感生电场的应用电子感应加速器 ？14电子感应加速器 右端逸出逆时针加速顺时针方向电场 据楞次定律，判断原磁场方向 如果是，变小； 如果是，变大使电子沿圆周轨迹逆时针方向加速！15方向：洛伦兹力方向速度方向磁场方向左手定则励磁电流方向与图一致垂直纸面向外，不断变大的磁场电子感应加速器 疑问一：电子在加速过程中，可能是均匀地加速，那么励磁电流应该如何变化呢？疑问二：电子被控制在圆形轨道上加速,洛伦力充当向心力，它的大小恒定吗？16定量分析疑问三：电子加速过程中，圆周运动半径不变，那么磁感应强度应该如何变化