高中物理教学课件电磁感应现象的两类情况.ppt

1、1电磁感应电磁感应电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况2复习 什么是电源什么是电源电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置 什么是电动势什么是电动势qWqWE 如果电源移送电荷如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为时非静电力所做的功为W，那么那么W与与q的比值的比值 叫做电源的电动势。用叫做电源的电动势。用E表表示电动势，则：示电动势，则：3由电磁感应可知：由电磁感应可知：闭合电路位于变化的磁场中必闭合电路位于变化的磁场中必然引起电路中磁通量的变化，然引起电路中磁通量的变化，从而产生感应电流。从而产生感应电流。磁场变强磁场变强

2、思考：导线中的电荷此时定思考：导线中的电荷此时定向移动形成电流，那么一定向移动形成电流，那么一定有力使电子移动，这个力究有力使电子移动，这个力究竟是什么力呢？竟是什么力呢？变化的磁场会在空变化的磁场会在空间激发一种间激发一种电场电场,这这种电场对电荷会产种电场对电荷会产生力的作用生力的作用4磁场变强磁场变强 英国物理学家麦克斯韦英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，称为间激发一种电场，称为感感生电场生电场，也叫涡旋电场。，也叫涡旋电场。感生电场的电场线是感生电场的电场线是闭闭合合的，感生电场的方向可的，感生电场的方向可以根据以根据楞次定律楞次定律用用右

3、手螺右手螺旋定则旋定则来判断。来判断。一、感生电场与感生电动势一、感生电场与感生电动势5 由感生电场产生的感应电动势称为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，感生电动势所对应的非静，感生电动势所对应的非静电力是电力是感生电场感生电场对自由电荷的作用。对自由电荷的作用。感生电场方向就是感应电流方向感生电场方向就是感应电流方向,判断方法判断方法:楞次定律楞次定律6静电场静电场 E E0 0感生电场感生电场 E Ek起源起源由静止电荷激发由静止电荷激发由变化的磁场激发由变化的磁场激发电电场场线线形形状状电场线为非闭合曲线电场线为非闭合曲线电场线为闭合曲线电场线为闭合曲线E Ek静电场为

4、有源场静电场为有源场感生电场为无源场感生电场为无源场7 有共性：具有场物质形式的所有有共性：具有场物质形式的所有共性；均对电荷有力的作用，且场共性；均对电荷有力的作用，且场强定义相同；强定义相同；8电子感应加速器是用感生电场来加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，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。上图为生的感生

5、电场使电子加速。上图为真空室的俯视图，如果从上向下看，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，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电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？子加速？一、感生电场与感生电动势一、感生电场与感生电动势9铁铁芯芯线圈线圈电电束束子子B磁场磁场 电子感应加速器是利用电子感应加速器是利用感生电场感生电场使电子加使电子加速的设备。速的设备。10 它的柱形电磁铁在两极间产生磁场。在磁场中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。安置一

6、个环形真空管道作为电子运行的轨道。当磁当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。射射入其中的电子就受到这感应电场的持续作用而被不入其中的电子就受到这感应电场的持续作用而被不断加速。断加速。11 例例2 2、如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由、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，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（下列说法中正确的是（）A A磁场变化时，会在在空间中激发一种电场磁场变化时，会在在空间中激发一种电场B B使电荷定向移动形成电流的力是磁场力使电荷定向移动形成

7、电流的力是磁场力C C使电荷定向移动形成电流的力是电场力使电荷定向移动形成电流的力是电场力D D以上说法都不对以上说法都不对一、感生电场与感生电动势一、感生电场与感生电动势AC磁场变强磁场变强12一、感生电场与感生电动势一、感生电场与感生电动势 例例3：如图面积为：如图面积为0.2 m2的的100匝线圈处在匀匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻，定值电阻R1=6，线圈电阻，线圈电阻R2=4，求：，求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；）磁通量变化率，回

8、路的感应电动势；（2）a、b两点间电压两点间电压Uab13感生电动势感生电动势在电路中的作用就是在电路中的作用就是电源电源，其，其电路就是内电路电路就是内电路,当它与外电路连接后就当它与外电路连接后就会对外电路供电会对外电路供电.感应电场感应电场（也叫感生电场也叫感生电场）是产生感应是产生感应电流或感应电动势的原因电流或感应电动势的原因,感应电场的方感应电场的方向同样可由楞次定律判断向同样可由楞次定律判断.一、感生电场与感生电动势一、感生电场与感生电动势总结：总结：14二、洛伦兹力与动生电动势二、洛伦兹力与动生电动势 15理论分析：理论分析：v_fff1 1、自由电荷只能沿导体棒方向、自由电荷

9、只能沿导体棒方向2 2、自由电荷不会一直运动下去。因为、自由电荷不会一直运动下去。因为C C、D D两端聚集电两端聚集电荷越来越多，在荷越来越多，在CDCD棒间产生的电场越来越强，当电场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力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动 16v_+导体两端产生电势导体两端产生电势差差动生电动势动生电动势动生电动势动生电动势是导是导体中的自由电荷体中的自由电荷在磁场中受到在磁场中受到洛洛仑兹力仑兹力作用的结作用的结果。果。f17二、洛伦兹力与动生电动势二、洛伦兹力与动生电动势 一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非一段导体切割磁感线

10、运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关。静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势势叫动生电动势 动生电动势的大小：若导线与磁场垂直，则电动势大动生电动势的大小：若导线与磁场垂直，则电动势大小为小为 BlvE 18动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势特特点点磁场不变，闭合电路的整磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中体或局部在磁场中运动运动导导致回路中磁通量的变化致回路中磁通量的变化闭合回路的任何部分都不闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导动，空间磁场发生变化导致回路中致回路中磁通量变化磁通量变化原原因因由于由于S的变化引起的变化

11、引起回路中回路中 变化变化由于由于B的变化引起的变化引起回路中回路中 变化变化非静电力就是洛仑兹力非静电力就是洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势作用而产生电动势变化磁场在它周围空间激发变化磁场在它周围空间激发涡旋电场，涡旋电场，非静电力就是感非静电力就是感生电场力生电场力，由感生电场力对，由感生电场力对电荷作功而产生电动势电荷作功而产生电动势方方向向的来源的来源非静电力非静电力楞次定律判断楞次定律判断 右手定则右手定则19例例3 3如图，导体如图，导体ABAB在做切割磁感线运动时，将产生在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法一个

12、电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（中正确的是（）A A因导体运动而产生的感应电动势称为动因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势生电动势B B动生电动势的产生与洛仑兹力有关动生电动势的产生与洛仑兹力有关C C动生电动势的产生与电场力有关动生电动势的产生与电场力有关D D动生电动势和感生电动势产生的原因是动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的一样的二、洛伦兹力与动生电动势二、洛伦兹力与动生电动势AB20三、巩固练习 1如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁如图所示，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，场的平面内做圆周运动，当磁感应强

13、度均匀增大时，此粒子的动能将（此粒子的动能将（）A不变不变 B增加增加 C减少减少 D以上情况都可能以上情况都可能 B21三、巩固练习 2、穿过一个电阻为、穿过一个电阻为l 的单匝闭合线圈的磁的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则，则（）A线圈中的感应电动势一定是每秒减少线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V B线圈中的感应电动势一定是线圈中的感应电动势一定是2 VC线圈中的感应电流一定是每秒减少线圈中的感应电流一定是每秒减少2 AD线圈中的感应电流一定是线圈中的感应电流一定是2 ABD22四、小结四、小结电电磁磁感感应应规规律律的的应应用用感应电场：由变化的磁场激发的电场感应电场：由变化的磁场激发的电场.感生电动势：由感应电场产生的感应电感生电动势：由感应电场产生的感应电动势称为感生电动势动势称为感生电动势.动生电动势：由于导体运动而产生的感动生电动势：由于导体运动而产生的感应电动势应电动势.23五、作业五、作业1、课后题、课后题 第第1、2、3题题