电磁感应现象的两类情况ppt课件.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,1,导体切割磁感线,电键闭合，改变滑动片的位置,磁场变化引起的电动势,2,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。,化学作用就是我们所说的非静电力,3,一、理论探究感生电动势的产生,磁场变强,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,4,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,5,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。,6,1、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:,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,7,二、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？,8,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,9,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,10,3感生电动势与动生电动势的对比,11,题型1对感生电动势的理解及应用,I,FT=mg,即：mgBIL,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,12,I,FT=F安=BIL,FT=mg,13,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。,14,题型2对动生电动势的理解及应用,15,(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。,I,16,I,17,BC,F安,G,FN,v,18,题型3电磁感应中的图象问题,C,L有效增大,L有效不变,L有效增大,感应电流方向：右手定则,19,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,20,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,21,1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，把机械能或其他形式的能转化为电能。克服安培力做多少功，就产生多少电能。若电路是纯电阻电路，转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能。,三、电磁感应现象中的能量转化与守恒,22,2求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路(1)分析回路，分清电源和外电路。在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，其余部分相当于外电路。(2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化。(3)根据能量守恒列方程求解。,23,题型4电磁感应中的电路与能量转化问题,24,(1)电阻R中的感应电流方向；(2)重物匀速下降的速度v；(3)重物从释放到下降h的过程中，电阻R中产生的焦耳热QR；(4)若将重物下降h时的时刻记作t0，速度记为v0，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不