高中物理(人教版选修3-2)第四章同步教学课件-4.5电磁感应现象的两类情况 (共19张PPT)

1、第四章第四章 电磁感应电磁感应 电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况+-+每一个电动势都对应有一种非静电力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正是由于非静电力做功把其它形式的能转化为电能功把其它形式的能转化为电能干电池：干电池：化学作用化学作用 非非静电力静电力复习电动势相关知识复习电动势相关知识电流是怎样产生的？电流是怎样产生的？自由电荷为什么会运动？自由电荷为什么会运动？使电荷运动的力难道是变化使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？的磁场对其施加的力吗？猜想：使电荷运动的力可能是猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹力、静电力、或者是其它力洛伦兹力、静电力、或者是其

2、它力磁场变弱磁场变弱一一. .电磁感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场（二）（二）英英麦克斯韦认为：麦克斯韦认为：一一. .电磁感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场(1)定义定义:变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场(涡旋电场涡旋电场).(3) 电场线电场线:是闭合的曲线是闭合的曲线.1、感生电场、感生电场(2)方向方向:就是感生电流的方向就是感生电流的方向. 用楞次定律判断用楞次定律判断.（三）、感生电场与感生电动势（三）、感生电场与感生电动势磁场变弱磁场变弱2、感生电动势：、感生电动势：由由感生电场产生的感应电动势感生电场产生的感

3、应电动势. 感生电场感生电场对自由电荷的作用对自由电荷的作用 非静电力非静电力一一. .电磁感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场3、应用实例、应用实例-电子感应灯电子感应灯第四代照明灯具：第四代照明灯具：寿命是白炽灯的寿命是白炽灯的100倍，节能比传统意义节能灯倍，节能比传统意义节能灯还节能一倍还节能一倍无电极、无灯丝、高光效、高显色、长寿命无电极、无灯丝、高光效、高显色、长寿命一一. .电磁感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场电子感应加速器是用感生电场来加速电电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，子的一种设备。它的基本原理如图示，上下为电磁铁的两

4、个磁极，磁极之间有上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为真空室的俯视图，如果从上向下上图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？流的大小应该怎样变化才能使电子加速？3、应用实例、应用实例-电子感应加速器电子感应加速器一一. .电

5、磁感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场柱柱形形电磁铁产生电磁铁产生磁场磁场。磁场。磁场中安置一个环形真空中安置一个环形真空管道。管道。当当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。射入射入其中的电子就其中的电子就受到感应受到感应电场的持续作用而被不断加速。电场的持续作用而被不断加速。3、应用实例、应用实例-电子感应加速器电子感应加速器一一. .电磁感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场3、应用实例、应用实例-电子感应加速器电子感应加速器电子感应加速器是用感生电场来加速电电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，

6、子的一种设备。它的基本原理如图示，上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为真空室的俯视图，如果从上向下上图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？流的大小应该怎样变化才能使电子加速？一一. .电磁

7、感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场电子带负电电子带负电电场应沿顺时针方向电场应沿顺时针方向由楞次定律可知：原磁场应该由弱变强由楞次定律可知：原磁场应该由弱变强某某空间出现了如右图所示的空间出现了如右图所示的闭合的电场，电场线为一簇闭合的电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是闭合曲线，这可能是( () )A A沿沿ABAB方向磁场在迅速减弱方向磁场在迅速减弱B B沿沿ABAB方向磁场在迅速增加方向磁场在迅速增加C C沿沿BABA方向磁场在迅速增加方向磁场在迅速增加D D沿沿BABA方向磁场在迅速减弱方向磁场在迅速减弱1 1空间磁场变化产生的空间磁场变化产生的电场方向，仍然可用电场方向，仍

8、然可用楞次定律判断楞次定律判断四指环绕方向即为感四指环绕方向即为感应电场的方向，由此应电场的方向，由此可知可知A A、C C正确正确 导体切割磁感线时也会产生感应电动势导体切割磁感线时也会产生感应电动势动生电动势动生电动势,该电动势产生的机理是什么该电动势产生的机理是什么?非非静电力又与什么有关呢？静电力又与什么有关呢？动生电动势动生电动势：? 非非静电力静电力二二. .电磁感应现象中的洛伦兹力电磁感应现象中的洛伦兹力1、动生电动势是怎样产生的？、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？、什么力充当非静电力？导体中的自由电荷导体中的自由电荷受到受到 什么力的作用？什么力的作用？导体棒的

9、哪端电势比较高？导体棒的哪端电势比较高？非静电力与洛伦兹力有关吗？非静电力与洛伦兹力有关吗？二二. .电磁感应现象中的洛伦兹力电磁感应现象中的洛伦兹力理论分析理论分析：二二. .电磁感应现象中的洛伦兹力电磁感应现象中的洛伦兹力v_ _ _ _fffv_ _ _ _+ + + +导体两端产生电势导体两端产生电势差差动生电动势动生电动势动生电动势动生电动势是导体是导体中的自由电荷在磁中的自由电荷在磁场中受到场中受到洛仑兹力洛仑兹力作用的结果。作用的结果。fCD二二. .电磁感应现象中的洛伦兹力电磁感应现象中的洛伦兹力-UV合合F洛洛F2F1动生电动势：动生电动势：非静电力非静电力探探 究究二二.

10、.电磁感应现象中的洛伦兹力电磁感应现象中的洛伦兹力如图如图所示所示，在磁感应强度为，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆杆MN在平行金属导轨上以速度在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，向右匀速滑动，MN中产生的感应电动中产生的感应电动势为势为E1；若磁感应强度增为；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，其他条件不变，MN中产生的感应电动中产生的感应电动势变为势变为E2.则通过电阻则通过电阻R的电流方向及的电流方向及E1与与E2之比之比E1 E2分别为分别为()Aca,2 1 Bac,2 1Cac,1 2 Dca,1 2根据右手定则：电流方向

11、该为根据右手定则：电流方向该为N到到M，即通过电阻为即通过电阻为a到到c.2 2EBlv电动势变为电动势变为2倍倍1.如图所示，一个如图所示，一个50匝的线圈的两端跟匝的线圈的两端跟R99的电阻相连的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是202，电阻为电阻为1，磁感应强度以，磁感应强度以100Ts的变化率均匀减少。在这的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻一过程中通过电阻R的电流为多大？的电流为多大？BEnnStt 450100201010V100.1991EIARrA A R2VB BR11.5VEB Lv110 .5 AEIR2

12、20.25AEIR2.如图所示，电阻不计的裸导体如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为与宽为60cm的平行金属的平行金属导轨良好接触，电阻导轨良好接触，电阻R13， R26，整个装置处在垂直，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B0.5T。当。当AB向右向右以以v5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、 R2的电流大小。的电流大小。动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势特特点点磁场不变磁场不变，闭合电路的整体，闭合电路的整体或局部在磁场中或局部在磁场中运动运动导致回导致回路中磁通量变化路中磁通量变化闭合回路的任何部分都不动，闭合回路的任何部分都不动，空间空间磁场变化磁场变化导致回路中磁导致回路中磁通量变化通量变化原原因因由于由于S变化变化引起回引起回路中路中 变化变化由于由于B变化变化引起回引起回路中路中 变化变化非