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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,*,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,AB,相当于电源,线圈,B,相当于电源,磁场变化引起的电动势,回忆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,化学作用,就是我们所说的非静电力,一、理论探究感生电动势的产生,磁场变强,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？,猜测：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电场下做定向运动,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-安培定那么,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,由感生电场引起的磁场方向如何,竖直向上,逆时针,顺时针,向下,原磁场在增强，即电流在增大。,1,、,变化的的磁场,能在周围空间激发电场,这种电场叫,感应电场,2,、由感生电场产生的感应电动势称为,感生电动势,.,麦克斯韦,:,磁场变强,感应电场-充当 “非静电力的作用,3,、,感应电场,的方向,-,由楞次定律判断,.,磁场变化时，垂直磁场的,闭合环形回路,(,可假定存在,),的方向,-,就是,感应,电场的方向,感应电流,感生电动势,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？,F,洛,- -,F,电,-,F,电,导体棒中自由电荷是,电子,自由电子随棒向右运动,同时向下运动。,上端积累,正电荷,， 下端积累,负电荷,。,当电场力与洛仑兹力平衡时，,自由电荷就,只随棒向右运动。,CD,棒,-,电源，上端为正,洛仑兹力,-,与,非静电力,有关,动生电动势的非静电力与,洛伦兹力,有关。,6.动生电动势方向：右手定那么,V,L,M,N, , , , , ,R,例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右的速度为V，MN长为L,不计其他电阻求：,1安培力大方向？,2在此过程中感应电流做功是多少？,结论：在纯电阻电路中，外力抑制安培力做了多少功将有多少热量产生。,实际应用,安培力做负功，动能减少,能量守恒：动能减少，内能增加,3感生电动势与动生电动势的比照,题型,1,对,感生电动势,的理解及应用,I,G,F,T,F,T,F,安,F,T,=mg,即：mgB,IL,F,T,=F,安,=BIL,楞次定律判感应电流的方向,左手定那么判安培力的方向,I,G,F,T,F,T,F,安,F,T,=F,安,=BIL,F,T,=mg,点评：,本类问题中的恒量与变量必须分清楚，导体不动，磁场发生变化，产生感生电动势，由于变化率是定值，因此,E,、,I,均为恒量,。,但,ab,杆受到的,安培力随磁场的增强而增大,，根据力的变化判断出,重物刚好离开地面的临界条件。,题型,2,对动生电动势的理解及应用,(1)如图2所示，假设轨道左端MP间接一阻值为R的电阻，导体棒在水平向右的恒力F的作用下由静止开场运动。求经过一段时间后，导体棒所能到达的最大速度的大小。,v,F,安,I,v,F,安,I,BC,F,安,G,F,N,v,题型,3,电磁感应中的,图象问题,C,v,v,L,有效,增大,L,有效,不变,v,L,有效,增大,感应电流方向：右手定那么,解析：,当右边进入磁场时，感应电流逆时针方向，有效切割长度逐渐增大,当线框右边出磁场后，有效切割长度不变，那么产生感应电流的大小不变，但比刚出磁场时的有效长度缩短，导致感应电流的大小比刚出磁场时电流小，由楞次定律得，此时感应电流仍沿逆时针,当线框左边进入磁场时，有效切割长度在变大，但此时感应电流的方向是顺时针，即是负方向且大小增大,V,L,M,N, , , , , ,R,结论：在纯电阻电路中，外力抑制安培力做了多少功将有多少热量产生。,安培力做负功，动能减少,能量守恒定律,：动能减少，内能增加,题型,4,电磁感应中的,电路与能量转化,问题,1电磁感应现象中的能量转化方式,(1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，假设电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能。,(2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过抑制安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能。抑制安培力做多少功，就产生多少电能。假设电路是纯电阻电路，转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能。,三、电磁感应现象中的,能量转化与守恒,2求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路,(1)分析回路，分清电源和外电路。,在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，其余局部相当于外电路。,(2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化。,(3)根据能量守恒列方程求解。,题型,4,电磁感应中的,电路与能量转化,问题,(1)电阻R中的感应电流方向；,(2)重物匀速下降的速度v；,(3)重物从释放到下降h的过程中，电阻R中产生的焦耳热QR；,(4)假设将重物下降h时的时刻记作t0，速度记为v0，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，假设此后金属杆中恰好不产生感应电流，那么磁感应强度B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式),F=F,安,+mg,v,右手定那么：导线切割电流方向,F,I,mg,F,安,F,3mg,F=3mg,h,h,h,h,2,谢谢！,