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仙桃一中 印来平,电磁感应现象的两类情况,第四章 电磁感应,第,5,节,感生电动势和动生电动势,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,导体切割磁感线,B,不变，,S,变化,动生电动势,AB,相当于电源,+,+,+,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,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,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。,E,感,一,一,一,一,一,一,一,一,一,B,原,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。,一、电磁感应现象中的感生电场,1.,感生电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场，也叫涡旋电场。,2.,感生电场的作用：扮演非静电力，使导体产生感生电动势。,3.,感生电场的方向：即正电荷定向移动的方向，可以由,楞次定律,，结合,右手螺旋定则,来判定 。,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,4.,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。,例题：,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。,思考,2,：,产生动生电动势的非静电力是什么提供的？,二、电磁感应现象中的洛伦兹力, , ,v,_,_,_,f,f,f,C,D, , ,v,_,_,_,+,+,+,f,C,D,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,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。,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。,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,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。,R,B,r,P,M,N,a,Q,b,v,（,1,）,a 1.5V,（,2,）,0.1N,（,3,）,0.1,J,0.1,J,例,1,：,如图，水平面上有两根相距,0.5m,的足够长的平行金属导轨,MN,和,PQ,，它们的电阻可忽略不计，在,M,和,P,之间接有阻值为,R,3.0,的定值电阻，导体棒,ab,长,L=0.5m,，其电阻为,r,1.0,，与导轨接触良好,.,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，,B,0.4T,。现使,ab,以,v,10m,s,的速度向右做匀速运动。,（,1,）,a b,哪点电势高,? a b,两点间的电压多大？,（,2,）维持,a b,做匀速运动的外力多大？,（,3,）,a b,向右运动,1m,的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？,例,2,：,如图所示，,竖直向上,的匀强磁场，磁感应强度,B=0.5T,，并且以,B/t=0.1T/S,在变化,.,水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽,d=0.5m,的导轨上放一电阻,R,0,=0.1,的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量为,M=0.2kg,的重物，轨道左端连接的电阻,R=0.4,，图中的,L=0.8m,，求至少经过多长时间才能吊起重物。,495S,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,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,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,结束,
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