電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況【人教版】【課件】.ppt

1、4.5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況,教 學(xué) 目 標(biāo),（一）知識(shí)與技能 1知道感生電場。 2知道感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢及其區(qū)別與聯(lián)系。 （二）過程與方法 通過同學(xué)們之間的討論、研究增強(qiáng)對(duì)兩種電動(dòng)勢的認(rèn)知深度，同時(shí)提高學(xué)習(xí)物理的興趣。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過對(duì)相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、尊重知識(shí)的良好品德。 教學(xué)重點(diǎn)：感生電動(dòng)勢與動(dòng)生電動(dòng)勢的概念。 教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)感生電動(dòng)勢與動(dòng)生電動(dòng)勢實(shí)質(zhì)的理解。 教學(xué)方法：討論法，講練結(jié)合法 教學(xué)用具：多媒體課件,一、感應(yīng)電場與感生電動(dòng)勢 1、感應(yīng)電場：變化的磁場在其周圍空間激發(fā)的電場稱為感應(yīng)電場 特征：由于磁場的強(qiáng)弱變化，閉合電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，電路中

2、的自由電荷是在感應(yīng)電場作用下定向移動(dòng)的，即由于感應(yīng)電場的變化，在電路中形成了感應(yīng)磁場，感應(yīng)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(fù)電荷，電場線是不閉合的，而感應(yīng)電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的。,當(dāng)磁場增強(qiáng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電場是與磁場方向垂直的曲線，如果此空間存在閉合導(dǎo)線，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在電場力作用下定向移動(dòng)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流,2、感應(yīng)電動(dòng)勢：由感生電場使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫感生電動(dòng)勢（導(dǎo)線不動(dòng)，磁場隨時(shí)間變化時(shí)在導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢） 1）作用：在電路的作用就是電源，其電路就是內(nèi)電路，當(dāng)它與外電路連接后就會(huì)對(duì)外電路供電 2）產(chǎn)生原因：渦旋電場產(chǎn)

3、生的電場力作為一種非靜電力在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢,二、洛侖茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢 1、動(dòng)生電動(dòng)勢：磁場不變，由導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 2、產(chǎn)生機(jī)理： 問題1：自由電荷會(huì)隨著導(dǎo)線棒運(yùn)動(dòng)，并因此受到洛倫茲力，導(dǎo)體中自由電荷的合運(yùn)動(dòng)在空間大致沿什么方向運(yùn)動(dòng)？（為正電荷） 由左手定則可知，自由電荷將受到由C到D的力，所以自由電荷沿導(dǎo)線向下運(yùn)動(dòng),問題2：導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否會(huì)沿著導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？為什么？ 不會(huì)，因?yàn)檎姾上駾運(yùn)動(dòng)，C端將出現(xiàn)過剩負(fù)電荷，D端出現(xiàn)過剩正電荷，結(jié)果導(dǎo)體上端電勢低于下端電勢，形成由下端D指向上端C的靜電場，正電荷的力向上，與洛侖茲力方向相反，當(dāng)F

4、洛=F靜電時(shí)，自由電荷不再運(yùn)動(dòng) 問題3：導(dǎo)體的棒的哪端電勢比較高？ D端電勢高 問題4：如果用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場外的一個(gè)用電器上，導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向？ CD相當(dāng)于電源，電源內(nèi)部，電流由低電勢流向高電勢，電流方向是C到D,動(dòng)生電動(dòng)勢的表達(dá)式： 作用在單位正電荷的洛倫茲力為 F=F 洛/e=vB 則動(dòng)生電動(dòng)勢為：E=FL=BLv 結(jié)論：與法拉第電磁感應(yīng)定律得到的結(jié)果一致,例1、如圖，兩個(gè)相連的金屬圓環(huán)，粗金屬圓環(huán)的電阻為細(xì)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(dāng)磁感應(yīng)隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在粗環(huán)里產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E，則ab兩點(diǎn)間的電勢差為（ ） AE/2 BE/3 C2E/

5、3 DE,例2、如圖，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電小球，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁場中，當(dāng)磁場突然增大時(shí)，小球?qū)ⅲ?） A、沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) B、沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) C、在原位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng) D、仍然保持靜止?fàn)顟B(tài),例3、有一面積為S=100cm2 的金屬環(huán)，電阻為E=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(shí)間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，并且以B/t=0.1T/S在變化.水平軌道電阻不計(jì)，且不計(jì)摩擦阻力，寬0.5m的導(dǎo)軌上放一電阻R0=0.1的導(dǎo)體棒

6、，并用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量為M=0.2kg的重物，軌道左端連接的電阻R=0.4，圖中的L=0.8m，求至少經(jīng)過多長時(shí)間才能吊起重物。,六、互感和自感,一、互感現(xiàn)象 1、定義：當(dāng)一個(gè)電路中的電流發(fā)生變化時(shí)，在另一個(gè)電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象。 2、互感電動(dòng)勢：在互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫互感電動(dòng)勢。 3、互感現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化是守恒的 4、互感現(xiàn)象的普遍性,問題提出：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，線圈中電流變化會(huì)在鄰近的電路中產(chǎn)生互感電動(dòng)勢，同樣在它本身的電路中也會(huì)激發(fā)感應(yīng)電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。,閉合開關(guān)，觀察兩個(gè)燈泡會(huì)一起亮嗎？,歸納總結(jié)：當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這個(gè)電動(dòng)

7、勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，叫做自感電動(dòng)勢。,討論：斷電自感現(xiàn)象,問一：燈泡閃亮一下，說明了什么問題？,問二：在開關(guān)斷開這一瞬間，增大的電壓從哪里來的？,問三：將與燈泡并聯(lián)的線圈取掉。再演示上述實(shí)驗(yàn)，這時(shí)燈泡會(huì)再次閃亮嗎？,原因分析：略,討論：通電自感現(xiàn)象,(二)、自感系數(shù) 1、自感電動(dòng)勢的大?。鹤愿须妱?dòng)勢的大小跟其它感應(yīng)電動(dòng)勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關(guān)。而在自感現(xiàn)象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動(dòng)勢的大小跟導(dǎo)體中電流變化的快慢有關(guān),2、自感系數(shù)：L稱為線圈的自感系數(shù)，簡稱自感或電感。L的大小跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)。 單位：亨利(H) 1H=103mH=106H 三、磁場的能量,例1：如圖，電路甲乙中，電阻R和自感線圈L的電阻都很小，接通S使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則（ ） A在甲電路中，斷開S，A將漸漸變暗 B在甲電路中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗 C在電路乙中，斷開S，