电磁感应现象的两类情况【人教版】【课件】.pptVIP

4.5《电磁感应现象的两类情况》 教 学 目 标 （一）知识与技能 1．知道感生电场。 2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。 （二）过程与方法 通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。 （三）情感、态度与价值观 通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。 教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。 教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。 教学方法：讨论法，讲练结合法 教学用具：多媒体课件 一、感应电场与感生电动势 1、感应电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感应电场 特征：由于磁场的强弱变化，闭合电路中产生了感应电流，电路中的自由电荷是在感应电场作用下定向移动的，即由于感应电场的变化，在电路中形成了感应磁场，感应电场为涡旋电场。 注：静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场电场线是由正电荷出发，终于负电荷，电场线是不闭合的，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。 2、感应电动势：由感生电场使导体产生的电动势叫感生电动势（导线不动，磁场随时间变化时在导线产生的感应电动势） 1）作用：在电路的作用就是电源，其电路就是内电路，当它与外电路连接后就会对外电路供电 2）产生原因：涡旋电场产生的电场力作为一种非静电力在导体中产生感生电动势 二、洛仑兹力与动生电动势 1、动生电动势：磁场不变，由导体运动引起磁通量的变化而产生的感应电动势 2、产生机理： 问题1：自由电荷会随着导线棒运动，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运动？（为正电荷） 由左手定则可知，自由电荷将受到由C到D的力，所以自由电荷沿导线向下运动 问题2：导体棒一直运动下去，自由电荷是否会沿着导体棒一直运动下去吗？为什么？ 不会，因为正电荷向D运动，C端将出现过剩负电荷，D端出现过剩正电荷，结果导体上端电势低于下端电势，形成由下端D指向上端C的静电场，正电荷的力向上，与洛仑兹力方向相反，当F洛=F静电时，自由电荷不再运动 问题3：导体的棒的哪端电势比较高？ D端电势高 问题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？ CD相当于电源，电源内部，电流由低电势流向高电势，电流方向是C到D 动生电动势的表达式： 作用在单位正电荷的洛伦兹力为 F=F 洛/e=vB 则动生电动势为：E=FL=BLv 结论：与法拉第电磁感应定律得到的结果一致 例1、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（ ） A．E/2 B．E/3 C．2E/3 D．E 例2、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3、有一面积为S=100cm2 的金属环，电阻为E=0.1Ω如图所示，环中磁场变化规律如图所示，且方向垂直环向里，在t1和t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少？ 六、互感和自感 一、互感现象 1、定义：当一个电路中的电流发生变化时，在另一个电路中产生感应电动势的现象。 2、互感电动势：在互感现象中产生的电动势叫互感电动势。 3、互感现象中能量转化是守恒的 4、互感现象的普遍性 问题提出：在电磁感应现象中，线圈中电流变化会在邻近的电路中产生互感电动势，同样在它本身的电路中也会激发感应电动势，这种现象叫做自感现象。 归纳总结：当导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。这种现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。 讨论：通电自感现象 (二)、自感系数 1、自感电动势的大小：自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关 2、自感系数：L称为线圈的自感系数，简称自感或电感。L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。 单位：亨利(H) 1H=103mH=106μH 三、磁场的能量 例1：如图，电路甲乙中，电阻R和自感线圈L