第二节电磁感应现象的两类情况.ppt

感生电动势和动生电动势 选修3-2 4.5电磁感应现象的两类情况 导体切割磁感线 动生电动势 电键闭合，改变滑动片的位置 感生电动势 AB相当于电源 线圈B相当于电源 磁场变化引起的电动势 △回顾电荷在外电路和内电路中的运动。 △电源电动势的作用是某种 非静电力对自由电荷的作用。 a b c d 化学作用就是我们所说的非静电力 一、理论探究感生电动势的产生 磁场变强 I I 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 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） 感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用力。 感生电场的方向类似感应电流方向的判定----安培定则 实际应用 电子感应加速器 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 由感生电场引起的磁场方向如何 竖直向上 逆时针 顺时针 向下 原磁场在增强，即电流在增大。 1、变化的的磁场能在周围空间激发电场,这种电场叫感应电场 2、由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势. 麦克斯韦: 磁场变强 感应电场-----充当 “非静电力”的作用 3、感应电场的方向----由楞次定律判断.磁场变化时，垂直磁场的 闭合环形回路(可假定存在) 的方向---就是感应 电场的方向 感应电流 感生电动势 二、理论探究动生电动势的产生 思考与讨论 1、动生电动势是怎样产生的？ 2、什么力充当非静电力？ 提 示 ※导体中的自由电荷受到 什么力的作用？ ※导体棒的哪端电势比较高？ ※非静电力与洛伦兹力有关吗？ F洛 ＋＋ - - F电 - F电 导体棒中自由电荷是电子 自由电子随棒向右运动, 同时向下运动。 上端积累正电荷， 下端积累负电荷。 当电场力与洛仑兹力平衡时，自由电荷就只随棒向右运动。 CD棒----- 电源，上端为正 洛仑兹力----与非静电力有关 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。 6.动生电动势方向：右手定则 V L M N × × × ×× × × × ×× × × × ×× × × × ×× × × × ×× R 例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右的速度为V，MN长为L,不计其他电阻求： （1）安培力大方向？ （2）在此过程中感应电流做功是多少？ 结论：在纯电阻电路中，外力克服安培力做了多少功将有多少热量产生。 实际应用 安培力做负功，动能减少 能量守恒：动能减少，内能增加 3．感生电动势与动生电动势的对比 题型1　对感生电动势的理解及应用 I G FT FT F安 FT=mg 即：mg＝BIL FT=F安=BIL 楞次定律判感应电流的方向 左手定则判安培力的方向 I G FT FT F安 FT=F安=BIL FT=mg 点评：本类问题中的恒量与变量必须分清楚，导体不动，磁场发生变化，产生感生电动势，由于变化率是定值，因此E、I均为恒量。 但ab杆受到的安培力随磁场的增强而增大，根据力的变化判断出重物刚好离开地面的临界条件。 题型2　对动生电动势的理解及应用 (1)如图2所示，若轨道左端MP间接一阻值为R的电阻，导体棒在水平向右的恒力F的作用下由静止开始运动。求经过一段时间后，导体棒所能达到的最大速度的大小。 v F安 I v F安 I BC F安 G FN v 题型3　电磁感应中的图象问题 C v v L有效增大 L有效不变 v L有效增大 感应电流方向：右手定则 解析： 当右边进入磁场时，感应电流逆时针方向，有效切割长度逐渐增大 当线框右边出磁场后，有效切割长度不变，则产生感应电流的大小不变，但比刚出磁场时的有效长度缩短，导致感应电流的大小比刚出磁场时电流小，由楞次定律得，此时感应电流仍沿逆时针 当线框左边进入磁场时，有效切割长度在变大，但此时感应电流的方向是顺时针，即是负方向且大小增大 V L M N × × × ×× × × × ×× × × × ×× × × × ×× × × × ×× R 结论：在纯电阻电路中，外力克服安培力做了多少功将有多少热量产生。 安培力做负功，动能减少 能量守恒定律：动能减少，内能增加 题型4　电磁感应中的电路与能量转化问题 1．电磁感应现象中的能量转化方式 (1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能。 (2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，