人教版選修32 電磁感應現象的兩類情況 課件 （共16 張）.ppt

第五節(jié)電磁感應現象的兩類情況 1 了解感生電動勢和動生電動勢的概念及不同 2 了解感生電動勢和動生電動勢產生的原因 3 能用動生電動勢和感生電動勢的公式進行分析和計算 思考 1 法拉第電磁感應定律的內容是什么 數學表達式是什么 2 導體在磁場中切割磁感線產生的電動勢與什么因素有關 表達式是什么 它的適用條件又是什么 3 干電池中電動勢是怎樣產生的 4 電源內部的非靜電力是由什么提供的 從負極到正極 干電池中電動勢產生的機理 電源內部非靜電力克服電場力做功 把其他形式的能轉化為電勢能 干電池 一 感生電動勢和動生電動勢1 動生電動勢 磁場不變 導體運動引起的磁通量的變化而產生的感應電動勢 這種電動勢稱作動生電動勢 2 感生電動勢 導體不動 由于磁場變化引起磁通量的變化而產生的電動勢稱作感生電動勢 3 感應電場 變化的磁場在其周圍空間激發(fā)的電場稱為感應電場 特征 由于磁場的強弱變化 閉合電路中產生了感應電流 電路中的自由電荷是在感應電場作用下定向移動的 即由于感應電場的變化 在電路中形成了感應磁場 感應電場為渦旋電場 注 靜止的電荷激發(fā)的電場叫靜電場 靜電場電場線是由正電荷出發(fā) 終于負電荷 電場線是不閉合的 而感應電場是一種渦旋電場 電場線是閉合的 當磁場增強時 產生的感應電場是與磁場方向垂直的曲線 如果此空間存在閉合導線 導體中的自由電荷就會在電場力作用下定向移動 而產生感應電流 4 感應電動勢 由感生電場使導體產生的電動勢叫感生電動勢 1 作用 在電路的作用就是電源 其電路就是內電路 當它與外電路連接后就會對外電路供電 2 產生原因 渦旋電場產生的電場力作為一種非靜電力在導體中產生感生電動勢 3 感生電場方向判斷 楞次定律 例1 在空間出現如圖所示的閉合電場 電場線為一簇閉合曲線 這可能是 a 沿ab方向磁場在迅速減弱b 沿ab方向磁場在迅速增強c 沿ba方向磁場在迅速減弱d 沿ba方向磁場在迅速增強 思考 導體切割磁感線時會產生感應電動勢 該電動勢產生的機理是什么呢 導體切割磁感線產生的感應電動勢與哪些因素有關 他是如何將其他形式的能轉化為電能的 二 洛侖茲力與動生電動勢思考并討論 如圖所示 導體棒cd在均勻磁場中運動 1 自由電荷會隨著導體棒運動 并因此受到洛倫茲力 導體中自由電荷的合運動在空間大致沿什么方向 為了方便 可以認為導體中的自由電荷是正電荷 2 導體棒一直運動下去 自由電荷是否也會沿著導體棒一直運動下去 為什么 3 導體棒的哪端電勢比較高 4 如果用導線把c d兩端連到磁場外的一個用電器上 導體棒中電流是沿什么方向的 注意 1 由于導體的運動 切割磁感線 而產生的感應電動勢稱為動生電動勢 動生電動勢所對應的非靜電力是洛倫茲力的一個分力 2 雖然動生電動勢與洛倫茲力有關 但洛倫茲力始終不做功 三 動生電動勢和感生電動勢具有相對性動生電動勢和感生電動勢的劃分 在某些情況下只有相對意義 不管是哪一種電動勢 法拉第電磁感應定律 楞次定律都成立 四 應用 電子感應加速器 例1 如圖 兩個相連的金屬圓環(huán) 粗金屬圓環(huán)的電阻為細金屬圓環(huán)電阻的一半 磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域 當磁感應隨時間均勻變化時 在粗環(huán)里產生的感應電動勢為e 則ab兩點間的電勢差為 a e 2b e 3c 2e 3d e 例2 如圖 內壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上 環(huán)內有一帶負電小球 整個裝置處于豎直向下的磁場中 當磁場突然增大時 小球將 a 沿順時針方向運動b 沿逆時針方向運動c 在原位置附近往復運動d 仍然保持靜止狀態(tài) 例3 有一面積為s 100cm2的金屬環(huán) 電阻為r 0 1 如圖所示 環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示 且方向垂直環(huán)向里 在t1和t2時間內 環(huán)中感應電流的方向如何 通過金屬環(huán)的電荷量為多少 例4 如圖所示 豎直向上的勻強磁場 磁感應強度b 0 5t 并且以 b t 0 1t s在變化 水平軌道電阻不計 且不計摩擦阻力 寬0 5m的