电磁感应现象的两类情况课件

仙桃一中 印来平,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,4.5 电磁感应现象的两类情况,4.5 电磁感应现象的两类情况,1,电磁感应现象的两类情况,电磁感应现象的两类情况,2,1.,哪些办法可以使电路中产生感应电动势？,电键闭合，改变滑动片的位置,S,不变，,B,变化,感生电动势,线圈,B,相当于电源,1.哪些办法可以使电路中产生感应电动势？电键闭合，改变,3,导体切割磁感线,B,不变，,S,变化,动生电动势,AB,相当于电源,导体切割磁感线B不变，S变化动生电动势AB相当于电源,4,+,+,+,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,2.,当电源是电池时，电荷在外电路和内电路中是靠什么力运动的？,注：,电源电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用。,化学作用就是我们所说的非静电力,+-+2.当电源是,5,探究,：,如图所示，导体环处于磁场越来越强的磁场中，环的半径为,R,，磁感应强度的变化率为 问：,(1),环中的感应电流的方向？,顺时针,一、电磁感应现象中的感生电场,(2),如果环有个小缺口而不闭合，有感应电流吗？,有感应电动势吗？如果有，正电荷聚在哪一端？,哪一端相当于电源的正极？,感应电动势的大小多少？,A,B,探究：如图所示，导体环处于磁场越来越强的磁场中，环的半径为,6,思考,1,：,产生感生电动势的非静电力是什么提供的？,E,感,B,原,I,感生电动势是感生电场产生的电场力提供的。,思考1：产生感生电动势的非静电力是什么提供的？E感B原I,7,麦克斯韦认为：,变化的的磁场能在周围空间激发电场,这种电场,与静电场不同,，它不是由电荷产生的，把它叫做,感生电场。,即是感生电场对自由电荷的电场力推动自由电荷定向运动形成电源电极。,感生电场,A,B,A,B,+,+,-,E,i,麦克斯韦认为：变化的的磁场能在周围空间激发电场,这种电场与静,8,2,、感生电动势：,由感生电场（涡流电场）产生的电动势称为感生电动势。它的方向与感应电流方向相同。,1,、感生电场（涡流电场）,：变化的磁场在其周围空间激发的一种电场。,磁场变强,B,金属圆环,感生电场线,I,一、电磁感应现象中的感生电场,2、感生电动势：由感生电场（涡流电场）产生的电动势称为感生电,9,磁场变强,B,金属圆环,感生电场线,I,3,、感生电场的方向与感应电流方向相同,判断方法：,类似感应电流的判断方法,（楞次定律）；,磁场变强B金属圆环感生电场线I3、感生电场的方向与感应电流方,10,变化的磁场（例如磁场变强）,感生电场,感生电场产生的模型展示,5,、感生电场线特点：,（,1,）：电场线闭合、涡旋状,（,2,）：涡旋面与磁场方向垂直,（,3,）：感生电场线方向与感应电流方向一致。（可用楞次定律判断）,4,、,感生电动势中的,非静电力,是,感生电场对电荷的作用力。,变化的磁场（例如磁场变强）感生电场感生电场产生的模型展示5、,11,E,感,一,一,一,一,一,一,一,一,一,B,原,6.,没有导体，有感生电场吗？导体有何作用？,有感生电场，导体提供了自由电荷。,7.,如果是塑料环,，有感应电流吗？,有感应电动势吗？,有感生电场吗？,E感一一一一一一一一一B原6.没有导体，有感生电场吗？导体有,12,8,、感生电场力作为非静电力克服静电力,把正电荷从负极搬运到正极，将磁场能,转化为电能；,感生电动势中的能量转化：,E,其它,E,电,8、感生电场力作为非静电力克服静电力感生电动势中的能量转化：,13,静电场,E,0,感生电场,E,感,起源,由静止电荷激发,由变化的磁场激发,电场线形状,电场线为非闭合曲线,电场线为闭合曲线,9.,感生电场与静电场的区别：,静电场为有源场,感生电场为无源场,共性：具有场物质形式的所有共性；均对电荷有力的作用，且场强定义相同；在导体中，感生电场可引起电荷的积累从而建立静电场。,静电场 E0感生电场 E感起源由静止电荷激发由变化的磁场激发,14,+,例,1.,如图：绝缘管内壁光滑，一带正电的小球静止于,a,点；当磁感应强度,B,增大时，问：带电小球将如何运动？,a,E,感,+例1.如图：绝缘管内壁光滑，一带正电的小球静止于a点；当磁,15,电磁感应现象的两类情况课件,16,例题,2,：,现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？,分析：,电磁铁中的电流应该由小变大。,例题2：现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利,17,例,3,：如图面积为,0.2 m,2,的,100,匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为,B,=,（,2+0.2,t,）,T,，定值电阻,R,1,=6,，线圈电阻,R,2,=4,，求：,（,1,）磁通量变化率，回路的感应电动势；,（,2,）求流过R,1,的电流；,（,3,）,a,、,b,两点间电压,U,ab,例3：如图面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁,18,电磁感应现象的两类情况课件,19,思考,2,：,产生动生电动势的非静电力是什么提供的？,思考2：产生动生电动势的非静电力是什么提供的？,20,二、电磁感应现象中的洛伦兹力,v,_,_,_,f,f,f,C,D,v,_,_,_,+,+,+,f,C,D,二、电磁感应现象中的洛伦兹力 ,21,C,D,1.,导体棒中自由电荷受到的洛伦兹力沿什么方向？,f,1,v,2,f,2,v,1,f,v,CD1.导体棒中自由,22,2.,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？,洛伦兹力做功吗？,v,_,_,_,+,+,+,f,C,D,C,D,f,1,v,2,f,2,v,1,f,v,-,-,-,-,Ee,自由电荷不会一直运动下去。当电场力等于洛伦兹力,f,1,时，自由电荷不再定向运动。同时,f,2,消失,电动势稳定。,2.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,23,3.,导体棒的哪端电势比较高？,v,_,_,_,+,+,+,f,C,D,-,导体棒就是电源，如果外接用电器，则电流将从,C,端外流出，即,C,端电势高。,M,4.,如果外接用电器，导体棒中电流即电源内部电流,(,即电动势的方向）是沿什么方向的？,由,D,指向,C,的。,3.导体棒的哪端电势比较高？,24,5.,导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要外力推动吗？,受向左的安培力作用，需要外力。,F,安,F,外,M,5.导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要外力推动吗？受,25,洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。,f,1,扮演了非静电力，,做了多少功，就转化出了多少电能。,6.,能量是怎样转化的呢？,C,D,f,1,f,2,v,2,v,1,-,-,-,Ee,M,注：,f,2,宏观表现为安培力，,克服安培力做了多少功，就知道产生了多少电能。,洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。f1扮演了,26,例,4.,图中磁感应强度,B=1T,，平行导轨宽,L=1m,，金属棒,PQ,以,1m/s,的速度贴着导轨向右运动，,R=1,，其他电阻不计。,（,1,）画出这个装置的等效电路图,（,2,）通过,R,的电流方向如何？大小如何？,画出等效电路图,解：根据,E=BLV,得：,E=1V,若金属棒内阻为,0.5,，则,PQ,两点电压为多少？,注：电源两端电压为路端电压。,例4.图中磁感应强度B=1T，平行导轨宽L=1m，金属棒PQ,27,1.,如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（）,A,磁场变化时，会在在空间中激发一种电场,B,使电荷定向移动形成电流的力是磁场力,C,使电荷定向移动形成电流的力是电场力,D,以上说法都不对,1.如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，,28,2.,如图所示，导体,AB,在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（）,A,因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势,B,动生电动势的产生与洛仑兹力有关,C,动生电动势的产生与电场力有关,D,动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的,2.如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势,29,3.,如图所示，两根相距为,L,的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为,B,、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆,ab,、,cd,质量均为,m,，电阻均为,R,，若要使,cd,静止不动，则,ab,杆应向,_,运动，速度大小为,_,，作用于,ab,杆上的外力大小是,_,。,向上,2mg,3.如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为,30,4.,如图,若线圈面积为,0.25,平方米，线圈中磁感应强度变化如图所示，,AB,之间接一个电阻,R=20,线圈总电阻,r=5,，则电压表示数为多少？,V,A,B,甲,画出等效电路图,解：根据法拉第电磁感应定律,根据闭合电路欧姆定律,B,=,（,2+2,t,）,T,写出该图像反映的关系式,4.如图,若线圈面积为0.25平方米，线圈中磁感应强度变化如,31,