45电磁感应现象的两类情况

5电电磁磁感感应应现现象象的的两两类类情情况况选修选修选修选修3-23-23-23-2 【学习目标学习目标】（1）了解感生电动势和动生电动势的）了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。概念及不同。（2）了解感生电动势和动生电动势产）了解感生电动势和动生电动势产生的原因。生的原因。（3）能用动生电动势和感生电动势的）能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。公式进行分析和计算。导体切割磁感线导体切割磁感线动生电动势动生电动势电键闭合，改变滑动片的位置电键闭合，改变滑动片的位置感生电动势感生电动势ABABABAB相当于电源相当于电源相当于电源相当于电源线圈线圈B B相当相当于电源于电源磁场变化引磁场变化引起的电动势起的电动势回顾电荷在外电路和内电路中的运动。回顾电荷在外电路和内电路中的运动。电源电动势的作用是某种电源电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用。非静电力对自由电荷的作用。abcd化学作用就是我们所说的非静电力一、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磁场变强磁场变强II电流是怎样产生的？电流是怎样产生的？自由电荷为什么会运动？自由电荷为什么会运动？使电荷运动的力难道是变化使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？的磁场对其施加的力吗？猜想：使电荷运动的力可能是猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹力、静电力、或者是其它力洛伦兹力、静电力、或者是其它力英麦克斯韦认为，麦克斯韦认为，麦克斯韦认为，麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围空间激发磁场变化时会在周围空间激发一种电场一种电场-感生电场感生电场闭合导体中的自由电荷在这种闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动电场下做定向运动产生感应电流（感生电动势）产生感应电流（感生电动势）感生电动势的非感生电动势的非静电力是感生电静电力是感生电场对电荷的作用场对电荷的作用力。力。感生电场的方向类感生电场的方向类似感应电流方向的似感应电流方向的判定判定-安培定则安培定则静止的电荷激发的电场叫静电场，变化的静止的电荷激发的电场叫静电场，变化的磁场会在周围空间激发一种电场叫做感应磁场会在周围空间激发一种电场叫做感应电场。电场。静电场的电场线是由静电场的电场线是由 发出，到发出，到 终终止，电场线止，电场线 闭合，而感应电场是一种涡闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是旋电场，电场线是 的。的。感应电场是产生感应电场是产生_的原因，感应的原因，感应电场的方向也可以由电场的方向也可以由 来判断。感应电流来判断。感应电流的方向与感应电场的方向的方向与感应电场的方向 。实际应用电子感应加速器穿过真空室内磁场的方向穿过真空室内磁场的方向穿过真空室内磁场的方向穿过真空室内磁场的方向由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何感生电场的方向如何感生电场的方向如何感生电场的方向如何由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方向如何向如何向如何向如何竖直向上竖直向上逆逆时时针针顺顺时时针针向下向下原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在增大。增大。增大。增大。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思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论1、动生电动势是怎样产生的？、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？、什么力充当非静电力？提提 示示导体中的自由电荷受到导体中的自由电荷受到 什么力的作用？什么力的作用？导体棒的哪端电势比较高？导体棒的哪端电势比较高？非静电力与洛伦兹力有关吗？非静电力与洛伦兹力有关吗？F洛-F电文本呈现文本呈现文本呈现文本呈现：当导体棒在匀强磁场当导体棒在匀强磁场当导体棒在匀强磁场当导体棒在匀强磁场B B B B中以速度中以速度中以速度中以速度v v v v运动运动运动运动时，导体棒时，导体棒时，导体棒时，导体棒内部的自由电子要受到内部的自由电子要受到内部的自由电子要受到内部的自由电子要受到洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力作用，在洛仑兹力作作用，在洛仑兹力作作用，在洛仑兹力作作用，在洛仑兹力作用下电子沿导线用下电子沿导线用下电子沿导线用下电子沿导线向向向向D D D D 端定向运动端定向运动端定向运动端定向运动，使，使，使，使D D D D端和端和端和端和C C C C端出现了端出现了端出现了端出现了等量等量等量等量异种异种异种异种电荷，电荷，电荷，电荷，D D D D为为为为负极负极负极负极（低电势），（低电势），（低电势），（低电势），C C C C为为为为正极正极正极正极（高电（高电（高电（高电势）则导体势）则导体势）则导体势）则导体CDCDCDCD相当一个相当一个相当一个相当一个电源电源电源电源。动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。探讨探讨探讨探讨：-洛伦兹力不做功，不提供洛伦兹力不做功，不提供洛伦兹力不做功，不提供洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的能量，只是起传递能量的能量，只是起传递能量的能量，只是起传递能量的作用。作用。作用。作用。即外力克服洛伦即外力克服洛伦兹力的一个分量兹力的一个分量F F2 2所做所做的功，通过另一个分的功，通过另一个分量量F F1 1转化为感应电流的转化为感应电流的能量能量洛伦兹力做功吗？洛伦兹力做功吗？洛伦兹力做功吗？洛伦兹力做功吗？能量是怎样转化的呢？能量是怎样转化的呢？能量是怎样转化的呢？能量是怎样转化的呢？vF洛F2F1V VLMN R例题：光滑导轨上架一个直导体棒例题：光滑导轨上架一个直导体棒例题：光滑导轨上架一个直导体棒例题：光滑导轨上架一个直导体棒MNMNMNMN，设，设，设，设MNMNMNMN向右匀速向右匀速向右匀速向右匀速运动的速度为运动的速度为运动的速度为运动的速度为V V V V，MNMNMNMN长为长为长为长为L,L,L,L,不计其他电阻求：不计其他电阻求：不计其他电阻求：不计其他电阻求：（1 1 1 1）导体）导体）导体）导体MNMNMNMN做匀速运动时受到的安培力大小和方向？做匀速运动时受到的安培力大小和方向？做匀速运动时受到的安培力大小和方向？做匀速运动时受到的安培力大小和方向？（2 2 2 2）导体）导体）导体）导体MNMNMNMN受到的外力的大小和方向？受到的外力的大小和方向？受到的外力的大小和方向？受到的外力的大小和方向？（3 3 3 3）MNMNMNMN向右运动向右运动向右运动向右运动S S S S位移，外力克服安培力做功的表达位移，外力克服安培力做功的表达位移，外力克服安培力做功的表达位移，外力克服安培力做功的表达式是什么？式是什么？式是什么？式是什么？（4 4 4 4）在此过程中感应电流做功是多少？）在此过程中感应电流做功是多少？）在此过程中感应电流做功是多少？）在此过程中感应电流做功是多少？结论：在纯电阻电路中，外力克结论：在纯电阻电路中，外力克服安培力做了多少功将有多少热服安培力做了多少功将有多少热量产生。量产生。实际应用实际应用动生电动生电动势和动势和感生电感生电动势动势1 1、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.2 2、感生电动势感生电动势:由感生电场产生的感应电动势称由感生电场产生的感应电动势称 为感生电动势为感生电动势.3 3、动生电动势动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势由于导体运动而产生的感应电动势.感应电动势：感应电动势：感生电动势感生电动势动生电动势动生电动势课堂总结课堂总结课堂总结课堂总结