人教版高中物理选修3-2课件：4.5电磁感应现象的两类情况

第四章 电磁感应 1.在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势 2.产生感应电动势的那部分导体相当于电源． 法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 1.内容: 注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 2.公式: n为线圈的匝数 1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1,此时： 2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时： 应用:用公式 求E的二种常见情况： （感生电动势） （动生电动势） 导体切割磁感线时的感应电动势 若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线) θ为v与B夹角 v 、B、L两两垂直 注意：导线的长度L应为有效长度 B θ L v 复习电动势相关知识 每一个电动势都对应有一种非静电力 ——正是由于非静电力做功把其它形式的能转化为电能。 问题:感应电动势对应的非静电力是一种什么样的作用? 电路中电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用。 + + + - - - + + + + + + + + + 一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内产生了感应电动势. 这种情况下,哪一种作用是非静电力? 一、感生电场与感生电动势 感生电场模拟动画演示 磁场变强 磁场变强 ①英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，称为感生电场，也叫涡旋电场。 ②感生电场的电场线是闭合的，感生电场的方向可以根据楞次定律用右手螺旋定则来判断。 (1)定义:变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场(涡旋电场). (3) 电场线:是闭合的曲线. 1、感生电场 (2)方向:就是感生电流的方向. 用楞次定律判断. 一、感生电场与感生电动势 磁场变强 感生电场是产生 感生电动势的原因. 2、感生电动势： 由感生电场产生的感应电动势. 感生电动势所对应的非静电力是感生电场对自由电荷的作用. 一、感生电场与感生电动势 应用实例---电子感应加速器 电子感应加速器是利用感应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应电场。射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。 1.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? 2.导体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪些因素有关? 3.它是如何将其它形式的能转化为电能的? 二、洛伦兹力与动生电动势 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。 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？ 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？ 如图所示，导体棒CD在均匀磁场中运动。 思考与讨论 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。 分析与解答: 1、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，其合运动是斜向上的。 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? 分析与解答: 2、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 分析与解答: 3、C端电势高。 从能的角度定量了解动生电动势 分析与解答: 4、导体棒中电流是由D指向C的。此时导体棒可以看作是一个电源，导体棒切割磁感线产生了动生电动势。 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? D X X X X X X X X X X X X X X X C L F洛 F电 V 1、由于导体的运动(切割磁感线)而产生的感应电动势叫动生电