高二物理人教选修32课件4.6电磁感应现象的两类情况

1、,目标定位 1.知道感生电动势的产生以及与感生电场的联系，会判断感生电动势的方向并计算其大小. 2.知道动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系，会判断动生电动势的方向并计算其大小.,第6讲电磁感应现象的两类情况,3.进一步掌握En 及EBlv的区别和联系，会求转动切割时感应电动势的大小.,4.求电磁感应中的电荷量问题.,一、电磁感应现象中的感生电场 1.感生电场：磁场 时在空间激发的一种电场. 2.感生电动势：由 产生的感应电动势. 3.感生电动势中的非静电力：就是 对自由电荷的作用.,变化,感生电场,感生电场,想一想1.感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？ 答案电

2、流的方向与正电荷移动的方向相同，感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，因此，感生电场的方向与感应电流的方向相同.感生电场的方向可以用楞次定律和右手定则判定.,二、电磁感应现象中的洛伦兹力 1.成因：导体棒做切割磁感线运动时，导体棒中的自由电荷随棒一起定向运动，并因此受到洛伦兹力. 2.动生电动势：由于 而产生的感应电动势. 3.动生电动势中的非静电力：与 有关.,导体运动,洛伦兹力,想一想2.动生电动势的产生与洛伦兹力有关，洛伦兹力做功吗？ 答案洛伦兹力不做功，外力通过克服洛伦兹力做功，又经过洛伦兹力对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，洛伦兹力起到了桥梁和纽带的作用.,一、感生电场问题分析

3、1.感生电动势,图1,(1)电场线：如图1所示，当磁场变化时，产生的感生电场的电场线是与磁场方向垂直的闭合曲线，感生电场是一种涡旋电场. (2)如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势.,2.感生电场的方向 (1)判断：假定存在闭合环形回路，回路中感应电流的方向就表示感生电场的方向，判定方向要依据实际存在的或假定存在的回路结合楞次定律和右手定则来进行. (2)决定因素：感生电场是否存在仅取决于有无变化的磁场，与是否存在导体及是否存在闭合回路无关.,例1 如图2所示,内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于圆环直径的

4、带正电的小球,以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视),若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场.若运动过程中小球带电荷量不变,那么() A.小球对玻璃圆环的压力一定不断增大 B.小球所受的磁场力一定不断增大 C.小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间 后沿顺时针方向加速运动 D.磁场力对小球一直不做功,图2,解析当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针做加速运动，所以C正确； 磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功,D正确； 小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的挤压力FN和磁场的洛

5、伦兹力F，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中FqvB，磁场在增强，球速先减小后增大，所以洛伦兹力不一定总在增大，故B错；,答案CD,二、感生电动势与动生电动势的区别,例2如图3所示，可绕固定轴OO转动的正方形线框的边长为L，不计摩擦和 空气阻力，线框从水平位置由静止释放，到达竖直位置所用的时间为t，ab边的速度为v，设线框始终处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，试求：,图3,(1)这个过程中回路中的感应电动势；,(2)到达竖直位置时回路中的感应电动势. 解析线框到达竖直位置时回路中的感应电动势EBLv. 答案BLv,三、电磁感应中的转动切割问题 如图4所示，长为l的金属棒ab

6、，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，ab棒所产生的感应电动势E Bl2.,图4,例3长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度做匀速转动，如图5所示，磁感应强度为B，求：,图5,(1)ab棒各点的平均速率；,(2)ab两端的电势差；,(3)经时间t金属棒ab所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？,例4如图6甲所示，有一面积为S100 cm2的金属环，电阻为R0.1 ，环中磁场的变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直纸面向里，在12 s时间内，通过金属环的电荷量是多少？,图6,答案0.01 C,图7,针对训练如图7所示，将直径为d，电阻

7、为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，求这一过程中： (1)磁通量的改变量；,(2)通过金属环某一截面的电荷量.,感生电场问题 1.如图8所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将() A.沿顺时针方向运动 B.沿逆时针方向运动 C.在原位置附近往复运动 D.仍然保持静止状态,图8,解析当磁场增强时，由楞次定律知感应电流沿逆时针方向，即感生电场沿逆时针方向，带负电的小球在电场力作用下沿顺时针方向运动. 答案A,2.如图9所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回

8、路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是() A.感应电流方向不变 B.CD段直导线始终不受安培力 C.感应电动势最大值EmBav D.感应电动势平均值 Bav,图9,解析导体切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，感应电流方向不变，A正确；,答案ACD,3.如图10所示，一个半径为r的铜盘，在磁感应 强度为B的匀强磁场中以角速度绕中心轴OO 匀速转动，磁场方向与盘面垂直，在盘的中心 轴与边缘处分别安装电刷.设整个回路电阻为R， 当铜盘匀速转动角速度为时，通过电阻的电流为_.,电磁感应中的转动切割问题,图10,4.物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪 器测定通过电路的电荷量.如图11所示，探测线圈与 冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.