电磁感应现象的两类情况课件

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,*,第25课 经济和社会生活的变化,*,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,*,第25课 经济和社会生活的变化,*,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,*,第四章 电磁感应,第,5,节 法拉第电磁感应的两类情况,第四章 电磁感应第5节 法拉第电磁感应的两类情况,课标定位,学习目标：,1.,了解感生电场，知道感生电动势产生的原因会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小,2,了解动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系,.会判断动生电动势的方向，并会计算它的大小.,3,了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析,重点难点：,1.,感生电动势以及动生电动势的产生机理,2.,灵活运用电磁感应定律和楞次定律解决电磁感应问题,课标定位重点难点：,+,+,+,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,非静电力,每一种,电动势,都对应有一种,非静电力,这种转化的本领用,电动势,来描述,非静电,力做功,其它形式的能,电能,电动势的方向,在电源内部由,负极正极,复习与回顾,+-+非静电力每一种电动势都对应有一,开关闭合（断开）,或改变滑片的位置,部分导体切割磁感线,线圈,B,相当于电源,导体棒,AB,相当于电源,感生电动势,由磁场变化引起的电动势：,动生电动势,由导体运动引起的电动势：,复习与回顾：,哪部分相当于电源？,开关闭合（断开）,或改变滑片的位置部分导体切割磁感线线圈B相,I,如图所示，闭合导体环处于磁场,越来越强,的磁场中，环的半径为,R,，磁感应强度的,变化率,为,B/,t,.,-,-,-,-,-,-,-,-,B,E,感,B,感,导体环中的感应电流的方向？,导体中自由电子做怎样的定向移动？,是什么作用使自由电子做定向移动？,感生电场,由变化的磁场激发；,电场线呈闭合状，形同漩涡；,涡旋面与磁场方向垂直；,与感应磁场方向满足右手螺旋。,一,.,电磁感应现象中的,感生磁场,感生电场方向的判断方法：,感生电场的方向判断：,楞次定律,右手螺旋,+,I 如图所示，闭合导体环处于磁场越来越强的磁场中，环的,如图所示，,开口导体环,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,B/,t,.,如果环有个小缺口而不闭合有感生电场吗？,一,.,电磁感应现象中的,感生磁场,如图所示，开口导体环处于磁场越来越 强的磁场中，环的,如图所示，,开口导体环,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,B/,t,.,-,-,-,-,-,-,-,+,-,环中的自由电荷还会定向移动吗？将在哪一端聚集？哪一端相当于电源的正极？,感生电动势方向的判断：,感生电动势大小的计算：,如果环有个小缺口而不闭合有感生电场吗？,E,感,一,.,电磁感应现象中的,感生磁场,楞次定律,如图所示，开口导体环处于磁场越来越强的磁场中，环的半,感生电场由变化的磁场激发,，而非闭合环激发，故：与环闭合与否、存在与否,均无关,！,感生电场由变化的磁场激发，而非闭合环激发，故：与,1.,某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系描述正确的是,(,),A,当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向,B,当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向,C,当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向,D,当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向,1.某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于,解析：,选,AD.,感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定：原磁场向上且磁感应强度在增大，在周围有闭合导线的情况下，感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向下，再由右手螺旋定则得到感应电流的方向是：从上向下看应为顺时针方向，则感生电场的方向从上向下看也为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向选项,AD,正确,解析：选AD.感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定：原磁场,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,?,由感生电场判断感应磁场方向如何,?,竖直向上,逆时针,顺时针,竖直向下,原磁场在增强，即电流在增大,俯视图,I,实际应用：,电子加速器,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,(1),自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。,导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向？,为了方便，可以认为导体中的自由电荷是,正电荷,。,B,V,f,V,y,+,-,(2),导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒一直运动下去,?,F,电,C,D,(3),导体棒的哪端电势比较高,?,(4),如果用导线把,C,、,D,两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的,?,(5),如果移去,C,、,D,两端连接的用电器，导体棒中还有电流吗,?,还有电动势吗,?,V,合,一,.,电磁感应现象中的洛伦兹力,(1)自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。导体中,B,V,f,V,y,+,F,C,D,动生电动势的非静电力：,与洛伦兹力有关,右手定则,V,合,一,.,电磁感应现象中的洛伦兹力,:,动生电动势,BVfVy+FCD动生电动势的非静电力：与洛伦兹力有关右手,B,V,f,V,y,+,-,F,C,D,f,2,V,合,F,安,F,外,沿杆方向的洛伦兹力做功吗,?,与我们在,磁场,学习时得到的结论：,“,洛伦兹力永不做功！,”矛盾吗？,f,合,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？,能量是怎样转化的呢？,其它形式的能,F,外,做正功,导体棒的动能,F,安,做负功,电 能,电流做功,内能,f,做正功,一,.,电磁感应现象中的洛伦兹力,:,动生电动势,BVfVy+-FCDf2V合F安F外 沿杆方向的洛伦兹,B,V,f,V,y,+,-,F,C,D,f,2,F,安,F,外,能量是怎样转化的呢？,其它形式的能,F,外,做正功,导体棒的动能,F,安,做负功,电 能,电流做功,内能,洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起,传递能量,的作用。,洛伦兹力的沿杆分力,f,：,扮演了,非静电力,，其做了多少正功，就转化出了多少电能。,洛伦兹力的垂直杆分力,f,2,：,宏观表现为,安培力,，通过计算克服安培力做了多少功，也可知道产生了多少电能。,一,.,电磁感应现象中的洛伦兹力,:,动生电动势,BVfVy+-FCDf2F安F外能量是怎样转化的呢？其它形式,2,下列说法中正确的是,(,),A,动生电动势是洛伦兹力的一个分力对导体中自由电荷做功而引起的,B,因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的,C,动生电动势的方向可以由右手定则来判定,D,导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反,2下列说法中正确的是(),解析：,选,AC.,洛伦兹力的一个分力对导体中自由电荷做功是产生动生电动势的本质，,A,、,C,正确，,B,错误；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等、方向相反，做变速运动时不成立，故,D,错误,解析：选AC.洛伦兹力的一个分力对导体中自由电荷做功是产生动,类型一,感应电场方向的判断,例,1,如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率,v,0,沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度,B,随时间成正比例增加的变化磁场设运动过程中小球带电荷量不变，那么,(,),A,小球对玻璃圆环的压力一定不断增大,B,小球所受的磁场力一定不断增大,C,小球先沿逆时针方向减速运动，之后沿顺时针方向加速运动,D,磁场力对小球一直不做功,类型一感应电场方向的判断例1 如图所示，,电磁感应现象的两类情况课件,变式,1,：,如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱时，则两端点的电势,(,),A,N,点电势高,B,M,点电势高,C,若磁场不变，将半圆环绕,MN,轴,旋转,180,的过程中，,N,点电势高,D,若磁场不变，将半圆环绕,MN,轴,旋转,180,的过程中，,M,点电势高,变式1：如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱,解析：,选,BD.,将半圆环补充为圆形回路，由楞次定律可判断圆环中产生的感应电动势方向在半圆环中由,N,指向,M,，即,M,点电势高，,B,正确；若磁场不变，半圆环绕,MN,轴旋转,180,的过程中，由楞次定律可判断，半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由,N,指向,M,，即,M,点电势高，,D,正确,解析：选BD.将半圆环补充为圆形回路，由楞次定律可判断圆环中,如图所示，,L,1,0.5 m,，,L,2,0.8 m,，回路总电阻为,R,0.2,，,M,0.04 kg,，导轨光滑，开始时磁场,B,0,1 T,现使磁感应强度以,B,/,t,0.2 T/s,的变化率均匀地增大，试求：当,t,为多少时，,M,刚离开地面？,(,g,取,10 m/s,2,),类型二,感生电动势的计算,例,2,如图所示，L10.5 m，L20.,电磁感应现象的两类情况课件,变式,2,：,如图所示的匀强磁场中，有两根相距,20 cm,固定的平行金属光滑导轨,MN,和,PQ,.,磁场方向垂直于,MN,、,PQ,所在平面导轨上放置着,ab,、,cd,两根平行的可动金属细棒在两棒中点,OO,之间拴一根,40 cm,长的细绳，绳长保持不变设磁感应强度,B,以,1.0 T/s,的变化率均匀减小，,abdc,回路的电阻为,0.50.,求：当,B,减小到,10 T,时，两可动边所受磁场力和,abdc,回路消耗的功率,变式2：如图所示的匀强磁场中，有两根相距20 cm固定的平行,电磁感应现象的两类情况课件,如图所示，三角形金属框架,MON,平面与匀强磁场,B,垂直，导体,ab,能紧贴金属框架运动，且始,终与导轨,ON,垂直当导体,ab,从,O,点开始匀速向右平动时，速度为,v,0,，试求,bOc,回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式,类型三,动生电动势的计算,例,3,如图所示，三角形金属框架MON平面与匀,电磁感应现象的两类情况课件,变式,3,：,如图所示，金属杆,ab,以恒定的速率,v,在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为,R,(,恒定不变,),，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是,(,),A,ab,杆中的电流与速率,v,成正比,B,磁场作用于,ab,杆的安培力与速率,v,成正比,C,电阻,R,上产生的电热功率与速率,v,的平方成正比,D,外力对,ab,杆做功的功率与速率,v,的平方成正比,变式3：如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向,电磁感应现象的两类情况课件,类型四,电磁感应的图象问题,例,4,如图甲所示，矩形导线框,abcd,固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度,B,随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流,i,的正方向，下列,i,t,图,(,如图丙,),中正确的是,(,),类型四电磁感应的图象问题例4 如图甲所示,电磁感应现象的两类情况课件,变式,4,：,如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的