资源描述
,第四章 电磁感应,电磁感应现象的两类情况,第四章 电磁感应 电磁感应现象的两类情况,在电磁感应现象中，引起磁通量变化的原因不同，一般分为两种：如下图所示，请探究一下它们产生感应电动势的机理,磁场不变,导体不动,在电磁感应现象中，引起磁通量变化的原因不同，一般分为,磁场变强,电流是怎样产生的？,自由电荷为什么会运动？,使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？,猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹力、,静电力、或者是其他力,一、理论探究感生电动势的产生,磁场变强电流是怎样产生的？自由电荷为什么会运动？使电荷运动的,英,麦克斯韦认为，,磁场变化时会在周围空间激发一种电场,-,感生电场,闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动,产生感应电流（感生电动势）,感生电场的方向类似感应电流方向的判定,-,安培定则,.,感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用力。,英麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围空间激发一种电场-,1,、变化的磁场能在周围空间激发电场,这种电场叫,感生电场,.,2,、由感生电场产生的感应电动势称为,感生电动势,.,3,、感生电动势在电路中的作用就是电源,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,.,4,、感,生,电场是产生感应电流或感应电动势的原因,感,生,电场的方向同样可由楞次定律判断,.,1、变化的磁场能在周围空间激发电场,这种电场叫感生电场.3、,电子感应加速器,穿过真空室内磁场的方向,由图知电子沿什么方向运动,要使电子沿此方向加速，感生电场的方向应该是？,由图可知原磁场方向由下向上，根据楞次定律，为了产生如上感应电场，原磁场应该如何？,竖直向上,逆时针,顺时针,原磁场在增强，,即电流在增大。,实际应用,电子感应加速器穿过真空室内磁场的方向由图知电子沿什么方向运动,例,1,、如图，两个相连的金属圆环，粗金属圆环的电阻,为细金属圆环电阻的一半。磁场垂直穿过粗金属环所在,的区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环里产,生的感应电动势为,E,，则,ab,两点间的电势差为（）,A,E/2 B,E/3,C,2E/3 D,E,例1、如图，两个相连的金属圆环，粗金属圆环的电阻,练习,1,、如图，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场磁感应强度突然增大时，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,A,练习1、如图，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环,练习,2.,下列哪些说法正确的是,(,),A,磁场变化时会在空间激发电场,B,处于变化磁场中的导体中的自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用,C,感生电场就是感应电动势,D,以上说法都不对,AB,练习2.下列哪些说法正确的是()AB,导体切割磁感线,动生电动势,AB,相当于电源,导体切割磁感线动生电动势AB相当于电源,1,、动生电动势是怎样产生的？,2,、什么力充当非静电力？,F,洛,-,F,电,-,F,电,二、理论探究动生电动势的产生,.,当导体棒在匀强磁场,B,中以速度,v,运动,时，导体棒内部的自由电子要受到,洛伦兹力,作用，在洛伦兹力作用下电子沿导线,向,D,端定向运动,，使,D,端和,C,端出现了等量,异种,电荷,D,为,负极,（,低电势），,C,为,正极,（高电势）则导体,CD,相当于一个,电源,.,1、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？F洛,一段导线在做切割磁感线的运动时相当于电源，这时的非静电力与洛伦兹力有关。,由于导体运动而产生的感应电动势称为,动生电动势,。,F,洛,-,F,电,-,F,电,一段导线在做切割磁感线的运动时相当于电源，这时的非静,探讨：,-,洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。即外力克服洛伦兹力的一个分量,F,2,所做的功，通过另一个分量,F,1,转化为感应电流的能量,.,洛伦兹力做功吗？,能量是怎样转化的呢？,V,v,F,洛,F,2,F,1,探讨：-洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。即,例题,2,：,光滑导轨上架一个直导体棒,MN,，设,MN,向右匀速运动的速度为,v,，,MN,长为,L,不计其他电阻求：,（,1,）导体,MN,做匀速运动时受到的安培力大小和方向？,（,2,）导体,MN,受到的外力的大小和方向？,v,L,M,N,R,例题2：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速运动的速,解析,(1),由题意知：,E=BLv F=BIL,得：由左手定则知,F,方向向左,(2),由导体棒做匀速运动，故受到的外力大小等于,F,方向向右。,v,L,M,N,R,解析(1)由题意知：vLMN ,三、感生电动势与动生电动势的区别。,感生电动势,动生电动势,产生原因,磁场的变化,导体做切割磁感线运动,移动电荷的非静电力,感生电场对自由电荷的电场力,导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力,回路中相当于电源的部分,处于变化磁场中的线圈部分,做切割磁感线运动的导体,方向判断方法,由楞次定律判断,通常由右手定则判断，也可由楞次定律判断,大小计算方法,由,计算,通常由,E,Blvsin,计算,，,也,可,由,计算,三、感生电动势与动生电动势的区别。感生电动势动生电动势产生原,例题,3,：,据报道，,1992,年,7,月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得了部分成功航天飞机在地球赤道上空离地面约,3000km,处由东向西飞行，相对地面速度大约为,6.510,3,m/s,，从航天飞机上携带一根长,20km,，电阻为,800,的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动假定这一范围内的地磁场是均匀的磁感应强度为,410,5,T,，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同根据理论设计，通过与电离层,(,由等离子体组成,),的作用，悬绳可以产生约,3A,的感应电流，试求：,(1),金属悬绳中产生的感应电动势；,(2),悬绳两端的电压；,(3),航天飞机绕地球运行一圈悬绳输出的电能,(,已知地球半径为,6.410,3,km),例题3：据报道，1992年7月，美国“阿特兰,(1),金属绳产生的电动势,E,Blv,410,-5,2010,3,6.510,3,V,5.210,3,V,；,(2),悬绳两端电压，即路端电压可由闭合电路欧姆定律得,U,E,Ir,5.210,3,V,3800V,2.810,3,V,；,(,),解：,(1)金属绳产生的电动势()解：,动生电动势和感生电动势,1,、,动生电动势,:,感应电动势由于导体运动而产生,.,2,、,感生电场,:,由变化的磁场激发的电场,.,3,、,感生电动势,:,由感生电场产生的感应电动势,.,感应电动势：,感生电动势,动生电动势,动生电动势和感生电动势1、动生电动势:感应电动势由于导体运动,电键闭合，改变滑片的位置,感生电动势,线圈,B,相当于电源,磁场变化引起的电动势,拓展资料,电键闭合，改变滑片的位置感生电动势线圈B相当于电源磁场变化引,
展开阅读全文