【创新设计】2015-2016学年高中物理4.5电磁感应现象的两类情况(讲授式)同课异构课件新人教版选修3-2详解.pptVIP

* 第四章 电磁感应 学案5 电磁感应现象的两类情况　 思考：哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？ 穿过闭合回路磁通量发生了变化，回路中产生感应电动势。产生感应电动势那部分导体相当于电源 一.电磁感应现象中的感生电场 定义：变化的磁场在周围空间激发的电场, 叫感生电场,由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势. 感生电动势的非静电力就是感生电场对自由电荷的作用． 方向：可由楞次定律判断. 感生电场和静电场的区别 静电场 E0 感生电场 Ek 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 Ek 静电场为有源场 感生电场为无源场 电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，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？ 1 铁 芯 线圈 电 束 子 环形 真空室 B 磁场 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。 1 柱形电磁铁产生磁场。磁场中安置一个环形真空管道。 当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。 射入其中的电子就受到感应电场的持续作用而被不断加速。 1 电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，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？ 电子带负电 1 电场应沿顺时针方向 由楞次定律可知：原磁场应该由弱变强 某空间出现了如右图所示的闭合的电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是(　　) A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增加 C．沿BA方向磁场在迅速增加 D．沿BA方向磁场在迅速减弱 2 空间磁场变化产生的电场方向，仍然可用楞次定律判断 它是如何将其它形式的能转化为电能的? 二.电磁感应现象中的洛伦兹力 导体切割磁感线时也会产生感应电动势,该电动势产生的机理是什么? X X X X X X X X X X X X X X X D C L F洛 F电 v 导体棒中电流是由D指向C的。 导体棒切割磁感线产生了感应电动势。 二.电磁感应现象中的洛伦兹力 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？ 如图所示，导体棒CD在均匀磁场中运动。 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？ 斜向上 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？ 不会 当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。 C端电势高。 3、导体棒的哪端电势比较高？ 动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的一个分力。 动生电动势:由于导体的运动（切割磁感线）而产生的感应电动势称为动生电动势 注意：虽然动生电动势与洛伦兹力有关，但洛伦兹力始终不做功。 二.电磁感应现象中的洛伦兹力 如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为(　　) A．c―→a,2∶1 B．a―→c,2∶1 C．a―→c,1∶2 D．c―→a,1∶2 根据右手定则：电流方向该为N到M，即通过电阻为a到c. 3 E＝Blv 电动势变为2倍 动生电动势 感生电动势 特点 磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化 闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化 原因 由于S的变化引起回路中?变化 由于B的变化引起回路中?变化 非静电力就是洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势 变化磁场在它周围空间激发涡旋电场，非静电力就是感生电场力，由感生电场力对电荷作功而产生电动势 方向 的来源 非静电力 一般用楞次定律判断 一般用右手定则判断 三.感生电动势和动生电动势的区别 1.如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为1Ω，磁感应强度以100T／s的变化