选修3-24.5电磁感应现象的两类情况资料.pptVIP

一、感生电场和感生电动势 * 4.5 电磁感应现象 的两类情况 第四章 电磁感应 东海县白塔高级中学高二物理组 + + + - - - + + + + + + + + + 复习电动势 电源电动势的作用是提供非静电力使正电荷从负极移向正极。从功能方面来看，由于非静电力克服电场力做功，从而将其他形式的能转化为电势能。 磁场变强 问题:磁场变化时，在回路中产生感应电流，是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？ 磁场变强 B 金属圆环 感生电场线 19世纪60年代英麦克斯韦认为变化的磁场会在其周围空间激发一种电场--感生电场(涡流电场) 如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷在感生电场作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 感生电动势：由感生电场产生的电动势称为感生电动势。 一、感生电场和感生电动势 磁场变强 B 金属圆环 感生电场线 思考： 如图：当B增大时，如何来判断感生电场的方向呢？ I 感生电场是产生感生电动势的原因. 磁场变强 B 金属圆环 感生电场线 I 感生电场的方向如何判断？ 判断方法：类似感应电流方向的判断方法（楞次定律）； 说明：1、感生电场的电场线是闭合曲线与静电场的电场线不同。 2、感应电场线所在平面（涡旋面）与磁场方向垂直。 感生电动势中的非静电力谁提供？ 是感生电场对自由电荷的作用力。 感生电动势中的能量怎样转化？ E其化 E电 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 电场线形状 电场线为非闭合曲线 电场线为闭合曲线 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。 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 磁场变强 例与练 AC + 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 如图,100匝线圈两端A,B与一个电压表相连.线圈内有指向纸内方向磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化． (1) 电压表的读数应该等于多少？ (2) 请在线圈位置上标出感生电场的方向． (3) Ａ、Ｂ两端，哪端应该与电压表标＋号的接线柱连接？ 应用实例---电子感应加速器 电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。 铁芯 电子束 环形真空 管 道 线圈 它的柱形电磁铁在两极间产生磁场。在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。 例1、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.它的基本原理如图所示,上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小，方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流和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？ 穿过真空室内磁场的方向怎样？ 电子逆时针运动，等效电流方向如何？ 使电子加速电场的方向如何？ 由感生电场引起的磁场是什么方向？ 电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时 针方向的感生电场？为什么？ N--S 顺时针 顺时针 向下 电流变强 1、自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。导体中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。 导体中自由电荷(正电荷)具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，故其运动是向上的。 思考与讨论 二、电磁感应现象中的洛伦兹力 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?为什么? 自由电荷不会一直运动下去.因为C、D两端聚集电荷越来越多，在CD棒间产生的电场越来越强,当电场力等于洛伦兹力时,自由电荷不再定向运动. D X X X X X X X X X X X X X X X C L F洛 F电 V C端电势高 D X X X X X X X X X X X X X X X C L F洛 F电 V 导体棒中电