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§4-5电磁感应现象两类情况选修3-2

第1页导体切割磁感线动生电动势电键闭合，改变滑动片位置感生电动势AB相当于电源线圈B相当于电源磁场改变引发电动势第2页回顾电荷在外电路和内电路中运动。电源电动势作用是某种非静电力对自由电荷作用。abcd化学作用就是我们所说非静电力第3页一、理论探究感生电动势产生电流是怎样产生？自由电荷为何会运动？使电荷运动力莫非是改变磁场对其施加力吗？猜测：使电荷运动力可能是洛伦兹力、静电力、或者是其它力磁场变强第4页〔英〕麦克斯韦认为，磁场改变时会在周围空间激发一个电场-----感生电场闭合导体中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）感生电动势非静电力是感生电场对电荷作用力。感生电场方向类似感应电流方向判定----安培定则第5页静止电荷激发电场叫静电场，改变磁场会在周围空间激发一个电场叫做感应电场。

静电场电场线是由

发出，到

终止，电场线

闭合，而感应电场是一个涡旋电场，电场线是

。正电荷负电荷不第6页实际应用电子感应加速器穿过真空室内磁场方向由图知电子沿什么方向运动要使电子沿此方向加速，感生电场方向怎样由感生电场引发磁场方向怎样竖直向上逆时针顺时针向下原磁场在增强，即电流在增大。第7页二、理论探究动生电动势产生思索与讨论1、动生电动势是怎样产生？2、什么力充当非静电力？提示※导体中自由电荷受到什么力作用？※导体棒哪端电势比较高？※非静电力与洛伦兹力相关吗？F洛＋＋---F电第8页文本展现：

当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时，导体棒内部自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导线向D端定向运动，使D端和C端出现了等量异种电荷，D为负极（低电势），C为正极（高电势）则导体CD相当一个电源。动生电动势非静电力与洛伦兹力相关。第9页探讨：-洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量作用。即外力克服洛伦兹力一个分量F2所做功，经过另一个分量F1转化为感应电流能量※洛伦兹力做功吗？※能量是怎样转化呢？vωF洛F2F1第10页1、一个闭合电路静止于磁场中，因为磁场强弱改变，而使电路中产生了感应电动势，以下说法中正确是（）A、磁场改变时，会在在空间中激发一个电场B、使电荷定向移动形成电流力是磁场力C、使电荷定向移动形成电流力是电场力D、以上说法都不对AC磁场变强课堂练习第11页2、如图所表示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流经过，以下说法中正确是（）A、因导体运动而产生感应电动势称为动生电动势B、动生电动势产生与洛仑兹力相关C、动生电动势产生与电场力相关D、动生电动势和感生电动势产生原因是一样AB第12页VLMN×××××××××××××××××××××××××R例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速运动速度为V，MN长为L,不计其它电阻求：（1）导体MN做匀速运动时受到安培力大小和方向？（2）导体MN受到外力大小和方向？（3）MN向右运动S位移，外力克服安培力做功表示式是什么？（4）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。实际应用第13页动生电动势和感生电动势1、感生电场:由改变磁场激发电场.2、感生电动势:由感生电场产生感应电动势称为感生电动势.3、动生电动势:因为导体运动而产生感应电动势.感应电动势：感生电动势动生电动势课堂总结第14页第15页答案：

5s

第16页【跟踪发散】

1－1：如图所表示，A是一面积为S＝0.2m2、匝数为n＝100匝圆形线圈，处于均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间改变规律为B＝(6－0.02t)T，开始时外电路开关S断开，已知R1＝4Ω，R2＝6Ω，电容器电容C＝30μF，线圈内阻不计，求：(1)S闭合后，经过R2电流大小和方向；(2)S闭合一段时间后又断开，在断开后流过R2电荷量和电流方向．第17页解析：

由B＝(6－0.02t)T知，圆形线圈A内磁场先是向里均匀减小，后是向外均匀增大，由楞次定律知，感生电动势方向一直为顺时针方向，画出等效电路图以下列图所表示．第18页电容器带电量Q＝CUC＝30×10－6×0.24C＝7.2×10－6C电容器右端带正电，断开S后，放电电流方向为Q→R2→P电荷量为Q＝7.2×10－6C.答案：(1)0.04A

Q→R2→P

(2)7.2×10－6C

Q→R2→P第19页

(·重庆卷)法拉第曾提出一个利用河流发电构想，并进行了试验研究．试验装置示意图可用图所表示，两块面积均为S矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d，水流速度处处相同，大小为v，方向水平．金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度竖直分量为B，水电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R电阻经过绝缘导线和电键K连接到两金属板上，忽略边缘效应．求：(1)该发电装置电动势；(2)经过电阻R电流强度；(3)电阻R消耗电功率．第20页第21页【跟踪发散】

2－1：一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场影响，则当航天飞机位于赤道上空(

)A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势方向一定由上向下B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势方向一定由上向下C．沿经过地磁极那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势方向一定由下向上D．沿经过地磁极那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势第22页选项诊疗结论A地磁场方向水平向北，金属杆向西运动，切割磁感线，由右手定则知动生电动势方向竖直向下(依据左手定则知自由电子受洛伦兹力向上偏移)√B由A分析方法，知B应由下向上×C沿经过地磁极那条经线由南向北水平飞行时，金属杆不切割磁感线，因而不产生动生电动势.×D分析同C√第23页感生电动势和动生电动势方向关系判定假如同一电路中同时存在感生电动势和动生电动势，应考虑二者方向，搞清连接方式，是串联还是并联，假如串联，方向相同则电动势相加，相反则电动势相减．第24页

如图所表示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨单位长度电阻为r0＝0.10Ω/m，导轨端点P、Q用电阻可忽略导线相连，两导轨间距离l＝0.20m．有随时间改变匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t关系为B＝kt，百分比系数k＝0.02T/s.一电阻不计金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在t＝0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定加速度从静止开始向导轨另一端滑动，求在t＝6.0s时金属杆所受安培力．第25页第26页第27页1．在空间某处存在一改变磁场，则以下说法中正确是(

)A．在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流B．在磁场中放一闭合线圈，线圈中不一定产生感应电流C．在磁场中不放闭合线圈，在改变磁场周围一定不会产生电场D．在磁场中不放闭合线圈，在改变磁场周围一定会产生电场第28页解析：由感应电流产生条件可知，只有闭合线圈中磁通量发生改变，才能产生感应电流，假如闭合线圈平面与磁场方向平行，则线圈中无感应电流产生，故A错误，B正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，感生电场产生与改变磁场周围有没有闭合线圈无关，故C错误，D正确．故正确答案为B、D.答案：

BD第29页2．在如图所表示四种磁场情况中能产生恒定感生电场是(

)解析：

均匀改变磁场会产生恒定感生电场，由B－t图象能够看出只有C中磁场是均匀改变．答案：

C第30页3.如图所表示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流经过，以下说法中正确是(

)A．因导体运动而产生感应电动势称为动生电动势B．动生电动势产生与洛伦兹力相关C．动生电动势产生与电场力相关D．动生电动势和感生电动势产生原因是一样第31页解析：

如右图所表示，当导体向右运动时，其内部自由电子因受向下洛伦兹力作用向下运动，于是在棒B端出现负电荷，而在棒A端出现正电荷，所以A端电势比B端高．棒AB就相当于一个电源，正极在A端．答案：

AB第32页4.某空间出现了如右图所表示一组闭合电场线，这可能是(

)A．沿AB方向磁场在快速减弱B．沿AB方向磁场在快速增强C．沿BA方向磁场在快速增强D．沿BA方向磁场在快速减弱解析：

依据电磁感应原理，闭合回路中磁通量改变时，会使闭合回路中产生感应电流，该电流方向可用楞次定律判断．依据麦克斯韦电磁理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中自由电荷受到了电场力作用，而改变磁场产生电场，与是否存在闭合回路没相关系，故空间磁场改变产生电场方向，依然可用楞次定律判断，四指围绕方向即为感应电场方向，由此可知A、C正确第33页5．如右图所表示，内壁光滑塑料管弯成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．依然保持静止状态解析：

当磁场增大时，由楞次定律和右手螺旋定则知，感应电场沿逆时针方向，带负电小球在电场力作用下沿顺时针方向运动．第34