新人教版选修3245电磁感应现象的两类情况课件.ppt
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、理论探究感生电动势的产生,电流是怎样产生的？,自由电荷为什么会运动？,使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？,猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹力、静电力、或者是其它力,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,(1)定义:,(3) 电场线:,1、感生电场,(2)方向:,一、感生电场与感生电动势,变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场(涡旋电场).,就是感生电流的方向. 用楞次定律判断.,是闭合的曲线.,感生电场是产生感生电动势的原因.,2、感生电动势：,一、感生电场与感生电动势,感生电动势所对应的非静电力是,由感生电场产生的感应电动势.,感生电场对自由电荷的作用.,英麦克斯韦认为：,磁场变化时会在周围空间激发一种电场-感生电场,闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动,产生感应电流（感生电动势）,3、应用实例-电子感应加速器,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生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。,问题:电子加速应该具备什么条件?能否加速质子等其他粒子?,如图,100匝线圈两端A、B与一个电压表相连.线圈内有指向纸内方向磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化 (1) 电压表的读数应该等于多少？ (2) 请在线圈位置上标出感生电场的方向 (3) 、两端，哪端应该与电压表标号的接线柱连接？,例与练1,(1)50V(3)A端,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。,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.,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?,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动势.,注意：动生电动势与洛伦兹力有关，但洛伦兹力始终不做功.,2、动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的分力.,二、洛伦兹力与动生电动势,光滑金属导轨L=0.4m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个导轨平面,如图甲.磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙.金属棒ab的电阻为1,自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1m/s的速度向右匀速运动,则( )A.1s末回路中电动势为0.8VB.1s末ab棒所受磁场力为0.64N C.1s末回路中电动势为1.6VD.1s末ab棒所受磁场力为1.28N,甲,乙,AB,例与练2,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变化,闭合回路的任何部分都不动，空间磁场变化导致回路中磁通量变化,原因,由于S变化引起回路中变化,非静电力是洛仑兹力的分力，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感生电场，非静电力是感生电场力，由感生电场力对电荷做功而产生电动势,方向,的来源非静电力,楞次定律,楞次定律或右手定则,如图，两个相连的金属圆环，粗金属圆环的电阻为细金属圆环电阻的一半。磁场垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应随时间均匀变化时，在粗环里产生的感应电动势为E，则ab两点间的电势差为（ ） AE/2 BE/3 C2E/3 DE,例与练3,C,如图，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将（ ） A、沿顺时针方向运动 B、沿逆时针方向运动 C、在原位置附近往复运动 D、仍然保持静止状态,例与练4,A,有一面积为S=100cm2的金属环，电阻R=0.1，环中磁场变化规律如下图所示，磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量是多少？,例与练5,如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B0=0.5T，并且以B/t=0.1T/S在变化.水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽0.5m的导轨上放一电阻R0=0.1的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量为M=0.2kg的重物，轨道左端连接的电阻R=0.4，图中的L=0.8m，求至少经过多长时间才能吊起重物。,例与练6,分析：,解答：,小结,感应电场:由变化的磁场激发的电场.感生电动势:由感生电场产生的感应电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应电动势.,感生电动势和动生电动势,再见,
