法拉第电磁感应定律.ppt

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1、4.5电磁感应现象的两类情况,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？,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,哪一种作用扮演了非静电力的角色?,一.电磁感应现象中的感生电场,感应电动势：?非静电力,（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,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

2、.,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）,(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.,感生电场与感生电动势,电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备。,3、应用实例-电子感应加速器,二.电磁感应现象中的洛伦兹力,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?非静电力又与什么有关呢？,由于导体的运动（切割磁感线）而产生的感应电动势称为动生电动势，动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的一个分力。,注意：虽然动生电动势与洛伦

3、兹力 有关，但洛伦兹力始终不做功。,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,课堂总结,光滑金属导轨L=0.4 m,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

4、轨最左端以v=1 m/s的速度向右匀速运动,则()A.1 s末回路中电动势为0.8 VB.1 s末回路中电动势为1.6 V C.1 s末ab棒所受磁场力为0.64 N D.1 s末ab棒所受磁场力为1.28 N,甲,乙,甲,乙,（1）本题感应电动势是动生还是感生？,（2）动生电动势的大小如何求解？,（3）感生电动势的大小如何求解？,（4）两种电动势在这里是相互加强还是消弱？,E1BLV,E=E1+E2,例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距 l，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：,产生电动势,回路电流,ab两端电压,电流的总功率,ab棒消耗的电功率,问题1：

5、,例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距 l，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：,问题2：棒ab受到的安培力为多大；要使棒ab匀速运动，要施加多大的外力，方向如何？,问题3：整个回路中消耗的电能从哪里转化来的，它们之间有什么样的关系？,外力F对棒ab做功,l,例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：,r,B,问1：ab将如何运动？,问2：ab的最大速度是多少？这时ab两端的电压为多少？,问3：ab的速度达到最大值前，外力做功功率与回路的电功率有什么样的关系？,问4：若ab向右运动位移为x时，速度达到最大值vm(vm未知)

6、，这一过程中回路产生的焦耳热为多少，ab 产生的焦耳(vm未知)热又为多少？,问5：在上述过程中，通过回路某一横截面的电量为多少？,例3：其他条件不变，ab棒质量为m，开始时静止，当受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率P保持不变，则：,问1：ab将如何运动？,问2：ab的最大速度是多少？这时ab两端的电压为多少？,问3：若ab向右运动时间为t时，速度达到最大值vm，这一过程中回路产生的焦耳热为多少，电阻R产生的焦耳热又为多少？,方法小结：1、受力分析：必要时画出相应的平面图。受力平衡时，速度最大。2、电路问题：画出等效电路图，产生感应电动势的导体相当于电源，其电阻为内阻。3、能量问题：安培力做负功，其它能转化为电能。P安（=F安V）=P电（=EI）4、解题方法：动能定理、能量守恒定律或功能关系,