教案电磁感应现象的两类情况

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,*,电磁感应现象的两类情况,导体切割磁感线,动生电动势,电键闭合，改变滑动片的位置,感生电动势,线圈,B,相当于电源,AB,相当于电源,磁场变化引起的电动势,回顾电荷在外电路和内电路中的运动。,电源电动势的作用：,是某种非静电力对自由电荷的作用。,a,b,c,d,这里化学作用就是平时说的非静电力,一、理论探究感生电动势的产生,磁场变强时,I,I,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、或者是其它力,英,麦克斯韦认为，,磁场变化时会在周围空间激发一种电场,-,感生电场,闭合导体中的自由电荷在这种感生电场作用下做定向运动,产生感应电流（感生电动势）,感生电动势的非静电力是,感生电场,对电荷的作用力。,感生电场的方向类似感应电流方向的判定,-,安培定则,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,要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何,感应电流沿顺时针方向，感应磁场方向向下,竖直向上,逆时针,顺时针,原磁场在增强，故线圈中原来通入的电流,I,在增大。,俯视图,I,二、理论探究动生电动势的产生,思考与讨论,1,、动生电动势是怎样产生的？,2,、什么力充当非静电力？,提 示,导体中的自由电荷受到,什么力的作用？,导体棒的哪端电势比较高？,非静电力与洛伦兹力有关吗？,动生电动势的产生原因,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，在洛仑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）,导体,CD,相当一个,电源,。,动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。,F,洛,- -,-,v,F,电,定义法推导动生电动势的表达式：,作用在单位正电荷的洛伦兹力为,F=F,洛,/e=vB,由电动势的定义得：,动生电动势为：,E=FL=BLv,结论：,与法拉第电磁感应定律得到的结果一致,F,洛,- -,-,v,当,F,电,=F,洛,时，,qE,电,=qU/L,=Qe/L=,q,v,B,对动生电动势的理解,1,、动生电动势：指导体切割磁感线产生的电动势。,2,、充当非静电力：,洛仑兹力,4,、感生电动势中的能量转化：,E,其他,E,电,所以,E,BLV,3,、洛化兹力与动生电动势的关系：,F,洛,- -,-,F,电,（注意：,W,洛（合）,=0,）,动生电动势和感生电动势,1,、,动生电动势,:,由于导体运动而产生的感应电动势,.,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称 为感生电动势,.,感应电动势：,感生电动势,动生电动势,课堂总结,巩固练习,:,如右图所示,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,当磁场突然增大时,小球将,( ),A,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,E,感,-,V,L,M,N, , , , , ,R,例题：如图，磁感应强度为,B,的匀强磁场，光滑导轨上架一个直导体棒,MN,，,MN,向右匀速运动的速度为,V,，,MN,长为,L,除电阻,R,外不计其他电阻求：,（,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？,（,3,）,MN,向右运动,S,位移，外力克服安培力做功的表达式是什么？,（,4,）在此过程中产生的电能是多少？,（,5,）电流做功是多少？,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量产生。,实际应用,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,提升能力,7.,如右图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将,( ),A.,不变,B.,增加,C.,减少,D.,以上情况都可能,B,14.,如图所示,固定于水平桌面上的金属框架,edcf,处于竖直向下的匀强磁场中,金属棒,ab,搁在框架上可无摩擦滑动,此时,abcd,构成一个边长为,L,的正方形,棒的电阻为,r,其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为,B,0,.,(1),若从,t=0,时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒钟增量为,k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流,.,在图上标出感应电流方向,.,(2),在上述,(1),情况中,始终保持棒静止,当,t=t,1,秒时,需加在垂直于棒的水平拉力为多大,?,(3),若从,t=0,时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度,v,向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,.,则磁感应强度怎样随时间变化,(,写出,B,与,t,的关系式,)?,解析,:(1),电流方向,adcba,方向,;,感应电动势,E= =kS=kL,2,感应电流,(2)t=t,1,时,磁感应强度,B,1,=B,0,+kt,外力大小,F=F,B,=(B,0,+kt,1,)kL,3,/r.(3),要使棒不产生感应电流,即要回路,abcd,中磁通量不变,.,即,BL(L+vt)=B,0,L,2,例,4,：如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，并且以在变化,.,水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽的导轨上放一电阻的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量为的重物，轨道左端连接的电阻，图中的，求至少经过多长时间才能吊起重物。,