高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2

高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2※了解电磁感应两种情况下电动势的产生机理※※能够运用电磁感应规律熟练解决相关问题※了解电磁感应两种情况下电动势的产生机理※※能够运用电磁感应高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2在电磁感应现象中，引起磁通量变化的原因不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起磁通量变化而产生感应电动势，如下图甲所示，另一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量变化而产生感应电动势，如下图乙所示，请探究一下它们产生感应电动势的机理．在电磁感应现象中，引起磁通量变化的原因不同，一般分为两种：一高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-21．电路中电动势的作用实际上是________对自由电荷的作用，电池中电解液与两极板的________使两极板分别带了正负电荷，这种______就是我们所说的“________”．2．________国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种________如果此空间存在________，则产生感应电流，或者说导体中产生了________．在这种情况下，所谓的“非静电力”就是这种________对自由电荷的作用．1．电路中电动势的作用实际上是________对自由电荷的作3．导体棒在匀强磁场中运动也会产生________，这种情况下，______没有变化，空间没有________，产生感应电动势的非静电力与________有关．这种感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫做“________”．答案：1.某种非静电力；化学作用；化学作用；非静电力2．英；电场；闭合导体；感应电动势；感生电场3．感应电动势；磁场；感生电场；洛伦兹力；动生电动势3．导体棒在匀强磁场中运动也会产生________，这种情况高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2(1)定义：由于磁场变化而产生的电场叫感生电场．由于磁场变化而产生的电动势叫感应电动势．它也叫做“感生电动势”．(2)特点：①变化的磁场周围产生感生电场，与闭合电路是否存在无关．如果在变化的磁场中放一个闭合电路，电路中的自由电荷在感生电场作用下，做定向移动，形成电流．在这种情况下所谓的非静电力就是感生电场的作用．高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2②感应电场是电场的一种形式，是客观存在的一种特殊物质．③感生电场可用电场线形象描述，但感生电场的电场线是闭合曲线，所以感生电场又称为涡旋电场．这一点与静电场不同，静电场的电场线不闭合．④感生电场可以对带电粒子做功，可使带电粒子加速和偏转．(3)感生电场方向的判定据楞次定律和右手螺旋定则判定．判定时可先假设有导体存在，推出的感应电流的方向，就是感生电场的方向．②感应电场是电场的一种形式，是客观存在的一种特殊物质．下列哪些说法是正确的 (

)A．磁场变化时会在空间激发电场B．处于变化磁场中的导体中的自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用C．感生电场就是感应电动势D．以上说法都不对答案：AB高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2解析：麦克斯韦认为，磁场的变化在空间激发一种电场．闭合电路此刻处于这种电场中，导体中的自由电荷将发生定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势．其非静电力就是这种感生电场，所以A，B选项是正确的，C选项是错误的．故选AB.高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2(1)一段导体在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，这时的非静电力与洛伦兹力有关．(2)产生感应电动势原因分析①导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电动势(它也叫做“动生电动势”)，它是由于导体中自由电子受洛伦兹力作用而引起的．②感应电动势的产生实质是洛伦兹力(非静电力)对自由电荷做了功；高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2③导体棒在磁场中运动过程中要受到安培力作用，要维持导体棒运动，外力必须克服安培力做功，因此产生电流的过程是其他形式的能转化为电能的过程．高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2洛伦兹力总是与电荷的运动方向垂直，因此，洛伦兹力对电荷不做功，但是感生电动势又等于洛伦兹力搬运单位正电荷所做的功，这就是说两者有矛盾，你怎样理解这一问题？高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2答案：其实并不矛盾，运动导体中的自由电子，不仅随导体以速度v运动，而且还沿导体以速度u做定向移动，正是这个定向移动才产生感应电流，如下图所示．因此，导体中的电子的合速度v合等于v和u的矢量和，所以电子受到的洛伦兹力为Fv合＝ev合B，Fv合与合速度v合垂直，它对电子不做功，Fv合的一个分量是F1＝evB，这个分力做功，产生感应电动势．Fv合的另一个分量是F2＝euB，阻碍导体运动，做负功．可以证明两个分力F1和F2所做功的代数和为零．结果仍然是洛伦兹力并不提供能量，而只是起传递能量的作用，即外力克服洛伦兹力的一个分力F2所做的功通过另一个分力F1转化为感应电流的能量.答案：其实并不矛盾，运动导体中的自由电子，不仅随导体以速度v高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2特别提醒：有些情况下，动生电动势和感生电动势具有相对性.例如，将条形磁铁插入线圈中，如果在相对磁铁静止的参考系内观察，线圈运动，产生的是动生电动势；如果在相对线圈静止的参考系中观察，线圈中磁场变化，产生感生电动势.高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2

在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带电小球质量为m，电荷量为q，在槽内沿顺时针作匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则 (

)高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2A．小球速度变大B．小球速度变小C．小球速度不变 D．以上三种情况都有可能解析：在此空间中，没有闭合导体，但磁场的变化，使空间产生感生电场．据楞次定律得出图示感生电场，又因小球带正电荷，电场力与小球速度同向，电场力对小球做正功，小球速度变大．A选项正确．A．小球速度变大B．小球速度变小答案：A点评：此题因部分同学受洛伦兹力不做功的影响，而误选C.高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2答案：(1)A板为正极板(2)1.0×10－7C解析：(1)据楞次定律可得：产生的感生电场为逆时针方向，导体中的自由电子在电场力作用下顺时针运动到B板，所以B板带负电，A板带正电．(2)电容器上的电荷量q＝C·U(其中U为电容器上的电压)据题意知U＝E(其中E为感生电动势)答案：(1)A板为正极板(2)1.0×10－7C

在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t发生如图乙所示变化时，下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是(

)高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2答案：A答案：A如图甲所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面．一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合．导线框与磁场区域的尺寸如图所示，从t＝0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以a―→b―→c―→d―→e―→f为线框中的电动势E的正方向，以下四个E－t关系示意图中正确的是(

)高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2答案：C解析：由右手定则和E＝BLv判定水平位移从0―→l时E＝－Blv，水平位移从l―→2l时，E＝0，从2l－3l时E＝3Blv，从3l―→4l时E＝－2Blv，可知图C正确．本题考查右手定则、楞次定律及E＝Blv的应用．重点在于对不同阶段感应电动势大小和方向的判断，要求学生能正确建立图象，试题难度较大.高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2

如图(b)所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随棒ab与初始位置的距离x变化的情况如图(a)，F0已知．求：高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2(1)棒ab离开磁场右边界时的速度．(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能．(3)d0满足什么条件时，棒ab进入磁场后一直做匀速运动．(1)棒ab离开磁场右边界时的速度．解析：(1)设离开右边界时棒ab速度为v，则有解析：(1)设离开右边界时棒ab速度为v，则有高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2(2010·泉州高二检测)如图所示的匀强磁场中，有两根相距20cm固定的平行金属光滑导轨MN和PQ.磁场方向垂直于MN、PQ所在的平面．导轨上放置着ab、cd两根平行的可动金属细棒．在两棒中点OO′之间拴一根40cm长的细绳，绳长保持不变．设磁感应强度B以1.0T/s的变化率均匀减小，abdc回路的电阻为0.50Ω.求：当B减小到10T时，两可动边所受磁场力和abdc回路消耗的功率．高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2高中物理-第四章-电磁感应第五节-电磁感应现象的两类情况课件-新人教版选修3-2答案：均为0.32N

0.0128W答案：均为0.32N0.0128W

据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得了部分成功．航天飞机在地球赤道上空离地面约3000km处由东向西飞行，相对地面速度大约6.5×103m/s，从航天飞机上向地心发射一颗卫星，携带一根长20km，电阻为800Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动．假定这一范围内的地磁场是均匀的．磁感应强度为4×10－5T，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同．根据理论设计，通过与电离层(由等离子体组成)的作用，悬绳可以产生约3A的感应电流，试求：据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进(1)金属悬绳中产生的感应电动势；(2)悬绳两端的电压；(3)航天飞机绕地球运行一圈悬绳输出的电能(已知地球半径为6.4×103km)．解析：将飞机下金属悬绳切割磁感线产生感应电动势看作电源模型，当它通过电离层放电可看作直流电路模型．如下图所示．(1)金属悬绳中产生的感应电动势；(1)金属绳产生的电动势E＝Blv＝4×10－5×20×103×6.5×103V＝5.2×103V；(2)悬绳两端电压，即路端电压可由