电磁感应规律应用教学讲义

电磁感应规律应用教学讲义电磁感应规律应用教学讲义电源的工作原理电源的工作原理 每一个电动势都对应有一种非静电力每一个电动势都对应有一种非静电力正是由于非静电力做功把其它形式的能转化为正是由于非静电力做功把其它形式的能转化为电能（如干电池）电能（如干电池）那么，感应电动势对应的非静电力是那么，感应电动势对应的非静电力是一种什么样的作用？一种什么样的作用？问题一：问题一：一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内产生了感应电动势.这种情况下,哪一种作用扮演了非静电力的角色?磁场变强磁场变强磁场变强英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，称为感生电感生电场。场。一、电磁感应现象中的感生电场一、电磁感应现象中的感生电场1。感生电场。感生电场EB2。感生电场的特点。感生电场的特点（1）感生电场的电场线是闭合感生电场的电场线是闭合曲线，所以又叫涡旋电场。曲线，所以又叫涡旋电场。（2）感生电场是由变化的磁场激发感生电场是由变化的磁场激发的，不是由电荷激发的的，不是由电荷激发的。（3）电场方向可以根据楞次定律用电场方向可以根据楞次定律用右手螺旋定则判断。右手螺旋定则判断。BE磁场变强磁场变强3。感生电动势感生电动势 由感生电场产生的感应电动势称为感生电动由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势，感生电动势所对应的非静电力是感生电势，感生电动势所对应的非静电力是感生电场对自由电荷的作用力。场对自由电荷的作用力。感生电动势在电路中的作用就是使感生电动势感生电动势在电路中的作用就是使感生电动势所在电路成为电源，其电路就是内电路，当它所在电路成为电源，其电路就是内电路，当它与外电路连接后就会对外电路供电。与外电路连接后就会对外电路供电。感生电动势的方向与感生电场的方向相同感生电动势的方向与感生电场的方向相同问题二：问题二：导体切割磁感线时也会产生感应电动势,该电动势产生的机理是什么?导体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪些因素有关?它是如何将其它形式的能转化为电能的?1、自由电荷会随着导体棒运动，并因此、自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体中自由电荷相对于磁受到洛伦兹力。导体中自由电荷相对于磁场大致沿什么方向？为了方便，可以认为场大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。导体中的自由电荷是正电荷。2、导体棒一直运动下去，自由电荷是否、导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去？为什么？也会沿着导体棒一直运动下去？为什么？3、导体棒的哪端电势比较高？、导体棒的哪端电势比较高？4、如果用导线把、如果用导线把C、D两端连到磁场外的两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的？向的？如图所示，导体棒如图所示，导体棒CD在均匀磁场中运动。在均匀磁场中运动。分析与解答分析与解答:1、导体中自由电荷（正电荷）具有水、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，其合运动是沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。斜向上的。2、自由电荷不会一直运动下去。因为、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，在两端聚集电荷越来越多，在CD棒间产棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。兹力时，自由电荷不再定向运动。3、C端电势高。端电势高。4、导体棒中电流是由、导体棒中电流是由D指向指向C的。此时的。此时导体棒可以看作是一个电源，导体棒切导体棒可以看作是一个电源，导体棒切割磁感线产生了感应电动势。割磁感线产生了感应电动势。DX X XX X XX X XX X XX X XCLF洛F电V 一段导线在做切割磁感线一段导线在做切割磁感线运动时相当于一个电源，这运动时相当于一个电源，这时的非静电力与洛伦兹力有时的非静电力与洛伦兹力有关。关。二、电磁感应现象中的洛伦兹力二、电磁感应现象中的洛伦兹力DX X XX X XX X XX X XX X XCLF洛F电V 由于导体的运动（切割磁感线）而由于导体的运动（切割磁感线）而产生的感应电动势称为动生电动势。产生的感应电动势称为动生电动势。动生电动势所对应的非静电力是洛伦动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的一个分力。兹力的一个分力。动生电动势动生电动势二个注意点二个注意点 1。虽然动生电动势与洛伦兹力有关，但。虽然动生电动势与洛伦兹力有关，但洛伦兹力始终不做功。洛伦兹力始终不做功。2。动生电动势只可能存在于运动的这一。动生电动势只可能存在于运动的这一段导体上，不动的导体只是提供电流可运段导体上，不动的导体只是提供电流可运行的回路，如果仅仅只有一段导线在磁场行的回路，如果仅仅只有一段导线在磁场中运动，而没有形成回路，导线中就不会中运动，而没有形成回路，导线中就不会有感应电流，但仍可能有感应电动势存在。有感应电流，但仍可能有感应电动势存在。小结感生电场感生电场:由变化的磁场激发的电场由变化的磁场激发的电场.感生电场的电场线是闭合的曲线。感生电场的电场线是闭合的曲线。感生电动势感生电动势:由感生电场产生的感应由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势电动势称为感生电动势.动生电动势动生电动势:由于导体在磁场中运动由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势而产生的感应电动势.例题例题:如图，如图，A是半径为是半径为r的圆形线圈，的圆形线圈，B是与是与A由同种导线绕成的正方形线框，由同种导线绕成的正方形线框，且匝数均为且匝数均为10匝，线圈内有匀强磁场，匝，线圈内有匀强磁场，若磁场的磁感应强度均匀减少，则若磁场的磁感应强度均匀减少，则A、B两线圈的电阻之比为两线圈的电阻之比为 ，A、B中产生的感应电动势之比为中产生的感应电动势之比为 ，感，感应电流之比为应电流之比为 。B A r