1、电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况 1.哪些办法可以使电路中产生感应电动势？哪些办法可以使电路中产生感应电动势？电键闭合，改变滑动片的位置电键闭合，改变滑动片的位置线圈线圈B B相当于电源相当于电源导体切割磁感线导体切割磁感线ABAB相当于电源相当于电源+-+2.当电源是电池时，电荷在外电路和内电路中是当电源是电池时，电荷在外电路和内电路中是靠什么力运动的？靠什么力运动的？注：注：电源电动势的作用是某种非静电力对自由电源电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用。电荷的作用。化学作用就是我们化学作用就是我们所说的非静电力所说的非静电力探究探究：如图所示，导体环处于磁场越来越强的磁场中
2、，如图所示，导体环处于磁场越来越强的磁场中，环的半径为环的半径为R，磁感应强度的变化率为，磁感应强度的变化率为 问：问：(1)环中的感应电流的方向？环中的感应电流的方向？Bt顺时针顺时针(2)如果环有个小缺口而不闭合，有感应电流吗？如果环有个小缺口而不闭合，有感应电流吗？有感应电动势吗？如果有，正电荷聚在哪一端？有感应电动势吗？如果有，正电荷聚在哪一端？哪一端相当于电源的正极？哪一端相当于电源的正极？感应电动势的大小多少？感应电动势的大小多少？AB思考思考1 1：产生感生电动势的非静电力是什么提供的？产生感生电动势的非静电力是什么提供的？E E感感B原原I I感生电动势是感生电场产生的电场力提
3、供的。感生电动势是感生电场产生的电场力提供的。麦克斯韦认为：麦克斯韦认为：变化的的磁场能在周围空间激发变化的的磁场能在周围空间激发电场电场,这种电场这种电场与静电场不同与静电场不同，它不是由电荷产生，它不是由电荷产生的，把它叫做的，把它叫做感生电场。感生电场。即是感生电场对自由电即是感生电场对自由电荷的电场力推动自由电荷定向运动形成电源电极。荷的电场力推动自由电荷定向运动形成电源电极。感生电场感生电场ABAB+-Ei2 2、感生电动势：、感生电动势：由感生由感生电场（涡流电场）产生电场（涡流电场）产生的电动势称为感生电动的电动势称为感生电动势。它的方向与感应电势。它的方向与感应电流方向相同。流
4、方向相同。1 1、感生电场（涡流电场）、感生电场（涡流电场）：变化的磁场在其周围空间激变化的磁场在其周围空间激发的一种电场。发的一种电场。磁场变强磁场变强B金属圆环金属圆环感生电场线感生电场线I磁场变强磁场变强B金属圆环金属圆环感生电场线感生电场线I3 3、感生电场的方向与、感生电场的方向与感应电流方向相同感应电流方向相同判断方法：判断方法：类似感应电流类似感应电流的判断方法的判断方法（楞次定律）；（楞次定律）；变化的磁场（例如磁变化的磁场（例如磁场变强）场变强）感生电场感生电场感生电场产生的模型展示感生电场产生的模型展示5、感生电场线特点：、感生电场线特点：（1）：电场线闭合、涡旋状）：电场
5、线闭合、涡旋状（2）：涡旋面与磁场方向垂直）：涡旋面与磁场方向垂直（3）：感生电场线方向与感应电）：感生电场线方向与感应电流方向一致。（可用楞次定律判断）流方向一致。（可用楞次定律判断）4 4、感生电动势中的感生电动势中的非静电力非静电力是是感生电场对电荷的作用力。感生电场对电荷的作用力。E E感感一一一一一一一一一一一一一一一一一一B原原6.没有导体，有感生电场吗？导体有何作用？没有导体，有感生电场吗？导体有何作用？有感生电场，导体提供了自由电荷。有感生电场，导体提供了自由电荷。7.如果是塑料环如果是塑料环，有感应电流吗？，有感应电流吗？有感应电动势吗？有感应电动势吗？有感生电场吗？有感生电
6、场吗？8、感生电场力作为非静电力克服静电力、感生电场力作为非静电力克服静电力把正电荷从负极搬运到正极，将磁场能把正电荷从负极搬运到正极，将磁场能转化为电能；转化为电能；感生电动势中的能量转化：感生电动势中的能量转化：E其它其它E电电静电场静电场 E E0 0感生电场感生电场 E E感感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9.9.感生电场与静电场的区别：感生电场与静电场的区别：静电场为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共性：具有场物质形式的所有共性；均对电荷有
7、力的作用，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。从而建立静电场。+例例1.1.如图：绝缘管内壁光滑，一带正如图：绝缘管内壁光滑，一带正电的小球静止于电的小球静止于a a点；当磁感应强度点；当磁感应强度B B增大时，问：带电小球将如何运动？增大时，问：带电小球将如何运动？aE感感例题例题2：现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加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。当电磁铁线圈速器就是利用感生电场使电子加速的设备。当电磁铁
8、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？才能使电子加速？分析：分析：电磁铁中的电流应该由电磁铁中的电流应该由小变大。小变大。例例3：如图面积为：如图面积为0.2 m2的的100匝线圈处在匀强磁匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强场中，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度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电，定值电阻阻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，回路的感应电动势；（2）求流过）求流过R1的
9、电流；的电流；（3）a、b两点间电压两点间电压Uab思考思考2 2：产生动生电动势的非静电力是什么提供的？产生动生电动势的非静电力是什么提供的？二、电磁感应现象中的洛伦兹力二、电磁感应现象中的洛伦兹力v_fffCDv_+fCD CD1.1.导体棒中自由电荷受到的洛伦兹力沿什么方向导体棒中自由电荷受到的洛伦兹力沿什么方向？f1v2f2v1fv2.2.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，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去？导体棒一直运动下去？洛伦兹力做功吗？洛伦兹力做功吗？v_+fCDCDf1v2f2v1fv-Ee自由电荷不会一直运动下去。自由电荷不会一直运动下去。当电
10、场力等于洛伦兹力当电场力等于洛伦兹力f1时时，自由电荷不再定向运动。同时，自由电荷不再定向运动。同时f2消失消失,电动势稳定。电动势稳定。3.3.导体棒的哪端电势比较高？导体棒的哪端电势比较高？v_+fCD-导体棒就是电源，如果外接用电器，则电流将从导体棒就是电源，如果外接用电器，则电流将从C端外流出，即端外流出，即C端电势高。端电势高。M4.4.如果外接用电器，如果外接用电器，导体棒中电流即电源导体棒中电流即电源内部电流内部电流(即电动势的即电动势的方向）是沿什么方向方向）是沿什么方向的？的？由由D指向指向C的。的。5.导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要导体棒接用电器后，要继续做匀速
11、运动时还需要外力推动吗？外力推动吗？受向左的安培力作用受向左的安培力作用，需要外力。，需要外力。F安安F外外M洛伦兹力不做功，不提供洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的能量，只是起传递能量的作用。作用。f1扮演了非静电力，扮演了非静电力，做了多少功，就转化出了做了多少功，就转化出了多少电能。多少电能。6.能量是怎样转化的呢？能量是怎样转化的呢？CDf1f2v2v1-EeM注：注：f2宏观表现为安培力，宏观表现为安培力，克服安培力做了多少功，克服安培力做了多少功，就知道产生了多少电能。就知道产生了多少电能。例例4.图中磁感应强度图中磁感应强度B=1T，平，平行导轨宽行导轨宽L=1m，金属
12、棒，金属棒PQ以以1m/s的速度贴着导轨向右运动，的速度贴着导轨向右运动，R=1，其他电阻不计。，其他电阻不计。（1）画出这个装置的等效电路图）画出这个装置的等效电路图（2）通过）通过R的电流方向如何？大的电流方向如何？大小如何？小如何？画出等效电画出等效电路图路图解：根据解：根据E=BLV得：得：E=1VAREI1若金属棒内阻为若金属棒内阻为0.5，则，则PQ两点电压两点电压为多少？为多少？VE32注：电源两端电压为路端电压。注：电源两端电压为路端电压。1.1.如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于如图所示，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，磁场强弱
13、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2.2.如图所示，导体如图所示，导体ABAB在做切割磁感线运动时，将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，下产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（列说法中正确的是（）A A因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动因
14、导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势势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一样的动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的3.如图所示，两根相距为如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆持良好接触的金属杆ab、cd质量均为质量均为m，电阻均，电阻均为为R，
15、若要使，若要使cd静止不动，则静止不动，则ab杆应向杆应向_运运动，速度大小为动，速度大小为_，作用于，作用于ab杆上的外力杆上的外力大小是大小是_。222LBmgR向上向上 2mg 2mg 4.如图如图,若线圈面积为若线圈面积为0.25平方米，平方米，线圈中磁感应强度变化如图所示，线圈中磁感应强度变化如图所示，AB之间接一个电阻之间接一个电阻R=20,线圈总线圈总电阻电阻r=5，则电压表示数为多少？，则电压表示数为多少？VAB甲甲画出等效电路画出等效电路图图VStBntnE50解：根据法拉第电磁感解：根据法拉第电磁感应定律应定律根据闭合电路欧姆根据闭合电路欧姆定律定律ArREI2VIRU40则则B=（2+2t）T写出该图像反映的关写出该图像反映的关系式系式
