电磁感应现象的两类情况ppt课件.ppt
第四章 电磁感应,第5节 法拉第电磁感应的两类情况,每一种电动势都对应有一种非静电力,这种转化的本领用电动势来描述,非静电力做功,电动势的方向在电源内部由负极正极,复习与回顾,开关闭合（断开）,或改变滑片的位置,部分导体切割磁感线,线圈B相当于电源,导体棒AB相当于电源,复习与回顾：哪部分相当于电源？,如图所示，闭合导体环处于磁场越来越强的磁场中，环的半径为R，磁感应强度的变化率为B/t .,B,B感,导体环中的感应电流的方向？,导体中自由电子做怎样的定向移动？,是什么作用使自由电子做定向移动？,由变化的磁场激发；电场线呈闭合状，形同漩涡；涡旋面与磁场方向垂直；与感应磁场方向满足右手螺旋。,一.电磁感应现象中的感生磁场,如图所示，开口导体环处于磁场越来越 强的磁场中，环的半径为R，磁感应强度的变化率为B/t .,如果环有个小缺口而不闭合有感生电场吗？,一.电磁感应现象中的感生磁场,如图所示，开口导体环处于磁场越来越强的磁场中，环的半径为R，磁感应强度的变化率为B/t .,+,-,环中的自由电荷还会定向移动吗？将在哪一端聚集？哪一端相当于电源的正极？,如果环有个小缺口而不闭合有感生电场吗？,一.电磁感应现象中的感生磁场,楞次定律,感生电场由变化的磁场激发，而非闭合环激发，故：与环闭合与否、存在与否均无关！,解析：选AD.感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定：原磁场向上且磁感应强度在增大，在周围有闭合导线的情况下，感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向下，再由右手螺旋定则得到感应电流的方向是：从上向下看应为顺时针方向，则感生电场的方向从上向下看也为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向选项AD正确,穿过真空室内磁场的方向,由图知电子沿什么方向运动,要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何?,由感生电场判断感应磁场方向如何?,竖直向上,逆时针,顺时针,竖直向下,原磁场在增强，即电流在增大,俯视图,I,实际应用：电子加速器,(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，自由电荷是否总会沿着导体棒一直运动下去?,F电,C,D,(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?,(5)如果移去C、D两端连接的用电器，导体棒中还有电流吗?还有电动势吗?,V合,一.电磁感应现象中的洛伦兹力,+,F,C,D,与洛伦兹力有关,右手定则,一.电磁感应现象中的洛伦兹力:,动生电动势,+,-,F,C,D,沿杆方向的洛伦兹力做功吗?与我们在磁场学习时得到的结论：“洛伦兹力永不做功！”矛盾吗？,f合,导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要外力推动吗？,能量是怎样转化的呢？,一.电磁感应现象中的洛伦兹力:,动生电动势,能量是怎样转化的呢？,洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。,洛伦兹力的沿杆分力f：扮演了非静电力，其做了多少正功，就转化出了多少电能。,洛伦兹力的垂直杆分力f2：宏观表现为安培力，通过计算克服安培力做了多少功，也可知道产生了多少电能。,一.电磁感应现象中的洛伦兹力:,动生电动势,2下列说法中正确的是( ) A动生电动势是洛伦兹力的一个分力对导体中自由电荷做功而引起的 B因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的 C动生电动势的方向可以由右手定则来判定 D导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反,解析：选AC.洛伦兹力的一个分力对导体中自由电荷做功是产生动生电动势的本质，A、C正确，B错误；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等、方向相反，做变速运动时不成立，故D错误,如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场设运动过程中小球带电荷量不变，那么(),A小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B小球所受的磁场力一定不断增大C小球先沿逆时针方向减速运动，之后沿顺时针方向加速运动D磁场力对小球一直不做功,变式1：如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱时，则两端点的电势() AN点电势高 BM点电势高 C若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180的过程中，N点电势高 D若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180的过程中，M点电势高,解析：选BD.将半圆环补充为圆形回路，由楞次定律可判断圆环中产生的感应电动势方向在半圆环中由N指向M，即M点电势高，B正确；若磁场不变，半圆环绕MN轴旋转180的过程中，由楞次定律可判断，半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由N指向M，即M点电势高，D正确,如图所示，L10.5 m，L20.8 m，回路总电阻为R0.2 ，M0.04 kg，导轨光滑，开始时磁场B01 T现使磁感应强度以B/t0.2 T/s的变化率均匀地增大，试求：当t为多少时，M刚离开地面？(g取10 m/s2),变式2：如图所示的匀强磁场中，有两根相距20 cm固定的平行金属光滑导轨MN和PQ.磁场方向垂直于MN、PQ所在平面导轨上放置着ab、cd两根平行的可动金属细棒在两棒中点OO之间拴一根40 cm长的细绳，绳长保持不变设磁感应强度B以1.0 T/s的变化率均匀减小，abdc回路的电阻为0.50 .求：当B减小到10 T时，两可动边所受磁场力和abdc回路消耗的功率,如图所示，三角形金属框架MON平面与匀强磁场B垂直，导体ab能紧贴金属框架运动，且始终与导轨ON垂直当导体ab从O点开始匀速向右平动时，速度为v0，试求bOc回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式,如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列it图(如图丙)中正确的是(),变式4：如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t0时刻恰好位于图4512所示的位置，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在图中，能够正确表示导线框的电流位移(Ix)关系的是(),小 结,作 业,1.第1、2、3、4、5、6题；2. 金版学案对应章节。,THANKS,
