45电磁感应规律.ppt

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1、+-+复习电动势相关知识复习电动势相关知识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非静电力正是非静电力做功把其它形式的能转化为电能（如干电池）做功把其它形式的能转化为电能（如干电池）问题问题:感应电动势对应的非静电力是一种什么样的作用？感应电动势对应的非静电力是一种什么样的作用？一个闭合电路静止一个闭合电路静止于磁场中于磁场中,由于磁场由于磁场强弱的变化强弱的变化,闭合电闭合电路内产生了感应电路内产生了感应电动势动势.这种情况下这种情况下,哪哪一种作用扮演了非一种作用扮演了非静电力的角色静电力的角色?磁场变强一一.电磁感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场涡旋

2、电场模拟动画演示涡旋电场模拟动画演示磁场变强磁场变强英国物理学家麦克斯英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，在空间激发一种电场，称为感生电场，也叫涡称为感生电场，也叫涡旋电场。旋电场。感生电场的电场线是感生电场的电场线是闭合的，感生电场的方闭合的，感生电场的方向可以根据楞次定律用向可以根据楞次定律用右手螺旋定则来判断。右手螺旋定则来判断。 由感生电场产生的感应电动势称为由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势感生电动势，感生电动势所对应的非静，感生电动势所对应的非静电力是电力是感生电场感生电场对自由电荷的作用。对自由电荷的作用。 感生电场方向就是感应电流

3、方向感生电场方向就是感应电流方向, ,判断方法判断方法: :楞次定律楞次定律应用实例应用实例-电子感应加速器电子感应加速器电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备。设备。铁芯铁芯电子束电子束环形真空环形真空管管 道道线圈线圈 它的柱形电磁铁在两极间产生磁场。在磁场中它的柱形电磁铁在两极间产生磁场。在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。当磁安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。射场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。射入其中的电子就受到这感应电场的持续作用而被不入其中的电子就受到这感

4、应电场的持续作用而被不断加速。断加速。问题问题:电子加速应该电子加速应该具备什么条件具备什么条件?例题分析 如图所示如图所示,100匝线圈匝线圈(为表示线圈的绕向为表示线圈的绕向,图中只画了图中只画了2匝匝)两端两端A,B与一个电压表相连与一个电压表相连.线圈内有指向纸内方向磁场线圈内有指向纸内方向磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化（）按图乙所示的规律，电压表的读数应该等于多少？（）按图乙所示的规律，电压表的读数应该等于多少？（）请在线圈位置上标出感应电场的方向（）请在线圈位置上标出感应电场的方向（），两端，哪端应该与电压表标号的接线柱（或（），两端，哪

5、端应该与电压表标号的接线柱（或红接线柱）连接？红接线柱）连接？二二.洛伦兹力与动生电动势洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时也会产生感应电动势,该电动势产生的机理是什么?导体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪些因素有关?它是如何将其它形式的能转化为电能的? 1、自由电荷会随着导体棒运动，并因此、自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体中自由电荷的合运动受到洛伦兹力。导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向？为了方便，可以在空间大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。认为导体中的自由电荷是正电荷。2、导体棒一直运动下去，自由电荷是否、导体棒一直运动下去，自由电

6、荷是否也会沿着导体棒一直运动下去？为什么？也会沿着导体棒一直运动下去？为什么？3、导体棒的哪端电势比较高？、导体棒的哪端电势比较高？4、如果用导线把、如果用导线把C、D两端连到磁场外的两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的？向的？如图所示，导体棒如图所示，导体棒CD在均匀磁场中运动。在均匀磁场中运动。思考与讨论思考与讨论分析与解答分析与解答:1、导体中自由电荷（正电荷）具有水、导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是

7、斜向上的。斜向上的。2、自由电荷不会一直运动下去。因为、自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚集电荷越来越多，在两端聚集电荷越来越多，在CD棒间产棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。兹力时，自由电荷不再定向运动。3、C端电势高。端电势高。4、导体棒中电流是由、导体棒中电流是由D指向指向C的。此时的。此时导体棒可以看作是一个电源，导体棒切导体棒可以看作是一个电源，导体棒切割磁感线产生了感应电动势。割磁感线产生了感应电动势。 DX X XX X XX X XX X XX X XCLF洛F电V从能的角度定量了解动生电动势从能的角

8、度定量了解动生电动势 由于导体的运动（切割磁感线）而由于导体的运动（切割磁感线）而产生的感应电动势称为动生电动势，动产生的感应电动势称为动生电动势，动生电动势所对应的非静电力是生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力洛伦兹力的一个分力的一个分力。动生电动势动生电动势 例：如图，水平面上有两根相距例：如图，水平面上有两根相距0.5m0.5m的足够长的平行的足够长的平行金属导轨金属导轨MNMN和和PQPQ，它们的电阻可忽略不计，在，它们的电阻可忽略不计，在MM和和 P P之间接有阻值为之间接有阻值为R R 3.03.0的定值电阻，导体棒的定值电阻，导体棒abab长长0.5m0.5m，其电阻为，其电阻为r

9、 r 1.01.0 ，与导轨接触良好，与导轨接触良好. .整个装置整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，处于方向竖直向上的匀强磁场中，B B0.4T0.4T。现使。现使abab以以v v10m10ms s的速度向右做匀速运动。的速度向右做匀速运动。（1 1）a ba b哪点电势高哪点电势高? a b? a b两点间的电压多大？两点间的电压多大？（2 2）维持）维持a ba b做匀速运动的外力多大？做匀速运动的外力多大？（3 3）a ba b向右运动向右运动1m1m的过程中，外力做的功是多少？电路的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？中产生的热量是多少？ RBrPMNaQbv（1）

10、 a 1.5V（2）0.1N（3）0.1J 0.1J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，闭合电路的整磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化致回路中磁通量的变化闭合回路的任何部分都不闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化致回路中磁通量变化原原因因由于由于S的变化引起的变化引起回路中回路中 变化变化由于由于B的变化引起的变化引起回路中回路中 变化变化非静电力就是洛仑兹力，非静电力就是洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势作用而产生电动势变化磁场在它周围空间激发变化磁场在它周围空间激发涡旋电场，非静电力就是感涡旋电场，非静电力就是感生电场力，由感生电场力对生电场力，由感生电场力对电荷作功而产生电动势电荷作功而产生电动势方方向向的来源的来源非静电力非静电力楞次定律判断楞次定律判断楞次定律或右手定则楞次定律或右手定则