高二物理电磁感应现象的两类情况课件

教学目标

1．知道感生电场。2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。第一页第二页，共23页。1.什么是电源？复习电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。

2.干电池中的非静电力是什么？化学作用。说明：电路中电动势的作用实际上是某种非静电力对自由电荷的作用。第二页第三页，共23页。导体切割磁感线动生电动势电键闭合，改变滑动片的位置感生电动势AB相当于电源线圈B相当于电源磁场变化引起的电动势第三页第四页，共23页。思考：在电磁感应现象中，哪一种作用扮演了非静电力的角色

？Z.x.x.K第四页第五页，共23页。一、理论探究感生电动势的产生第五页第六页，共23页。〔英〕麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围空间激发一种电场-----感生电场闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动产生感应电流（感生电动势）感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用力。感生电场的方向类似感应电流方向的判定----安培定则第六页第七页，共23页。一、电磁感应现象中的感生电场1、定义：磁场变化会在其周围空间激发电场称为感生电场。

2、感生电场与静电场的区别：（1）静电场：静止的电荷激发的电场叫静电场。特点：电场线是不闭合的。（2）感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。磁场变强3、如何确定感生电场的方向？楞次定律感生电场的方向与感应电流的方向相同。Zx.xk第七页第八页，共23页。4、感生电动势：由感生电场使导体产生的电动势叫感生电动势5、感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用。第八页第九页，共23页。磁场变强B金属圆环感生电场线思考：如图：当B增大时，如何来判断感生电场（涡流电场）的方向呢？I第九页第十页，共23页。例题1.如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（）A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力D．以上说法都不对磁场变强AC第十页第十一页，共23页。电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备.电子在两极间的环形真空室中,受到其他约束始终沿逆时针方向做圆周运动.上图为感应加速器的侧视图，下图是真空室的俯视图.上、下为电磁铁的两个磁极，电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，所产生的感应电场使电子加速.若此时电磁铁中通有图示电流.则下述说法正确的是：A.

若电磁铁中电流减小，则电子被加速B.若电磁铁中电流增大，则电子被加速C.若电磁铁中电流反向，则电子被加速D.若电磁铁中电流反向，且电流减小，则电子被加速第十一页第十二页，共23页。实际应用电子感应加速器穿过真空室内磁场的方向由图知电子沿什么方向运动要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何由感生电场引起的磁场方向如何竖直向上逆时针顺时针向下原磁场在增强，即电流在增大。第十二页第十三页，共23页。二、理论探究动生电动势的产生思考与讨论1、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？提示※导体中的自由电荷受到什么力的作用？※导体棒的哪端电势比较高？※非静电力与洛伦兹力有关吗？F洛＋＋---F电第十三页第十四页，共23页。文本呈现：

当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时，导体棒内部的自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导线向D端定向运动，使D端和C端出现了等量异种电荷，D为负极（低电势），C为正极（高电势）则导体CD相当一个电源。动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。第十四页第十五页，共23页。1．导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。讨论结果：2．自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚集电荷越来越多，在CD棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。3．C端电势高。4．导体棒中电流是由D指向C的。第十五页第十六页，共23页。二、电磁感应现象中的洛伦兹力1.动生电动势：由于导体运动而产生的电动势。动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。第十六页第十七页，共23页。理论分析：××××××××××××

××××××××v___fff第十七页第十八页，共23页。××××××××××××××××××××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伦兹力作用的结果。f第十八页第十九页，共23页。2.动生电动势的大小：

根据电动势的定义,电动势等于单位正电荷从负极通过电源内部移动到正极非静电力所做的功,作用在单位正电荷上的洛伦兹力为

F=F

洛/e=vB

则动生电动势为：E=FL=BLv结论：与法拉第电磁感应定律得到的结果一致第十九页第二十页，共23页。探讨：-洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。即外力克服洛伦兹力的一个分量F2所做的功，通过另一个分量F1转化为感应电流的能量※洛伦兹力做功吗？※能量是怎样转化的呢？UωF洛F2F1第二十页第二十一页，共23页。练习2.如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中