电磁感应的两类情况PPT讲稿.ppt
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1、电磁感应的两类情况电磁感应的两类情况第1页,共45页,编辑于2022年,星期日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第2页,共45页,编辑于2022年,星期日l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第3页,共45页,编辑于2022年,星期日第4页,共45页,编辑于2022年,星期日l1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
2、分别带了正负电荷,这种_就是我们所说的“_”l2_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_对自由电荷的作用第5页,共45页,编辑于2022年,星期日l3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“_”l答案:1.某种非静电力;化学作用;化学作用;非静电力l2英;电场;闭合导体;感应电动势;感生电场l3感应电动势;磁场;感生电场;洛伦兹力;动生电动势第6页,共45页,编辑于2022年,
3、星期日l(1)定义:l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”l(2)特点:l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第7页,共45页,编辑于2022年,星期日l感应电场是电场的一种形式,是客观存在的一种特殊物质l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l感生电场可以对带电粒子做功,可使带电粒子加速和偏转l(3)感生电
4、场方向的判定l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第8页,共45页,编辑于2022年,星期日l下列哪些说法是正确的()lA磁场变化时会在空间激发电场lB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lC感生电场就是感应电动势lD以上说法都不对l答案:AB第9页,共45页,编辑于2022年,星期日l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.
5、第10页,共45页,编辑于2022年,星期日l(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l(2)产生感应电动势原因分析l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l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;第11页,共45页,编辑于2022年,星期日l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第12页,共45页,编辑于2022年,星期日l洛伦兹力总是与电荷的运动方向垂直,因此
6、,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?第13页,共45页,编辑于2022年,星期日l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F1evB,这个分力做功,产生感应电动势Fv合的另一个分量是F2euB,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
7、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.第14页,共45页,编辑于2022年,星期日第15页,共45页,编辑于2022年,星期日第16页,共45页,编辑于2022年,星期日l特别提醒:l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.第17页,共45页,编辑于2022年,星期日l 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
8、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()第18页,共45页,编辑于2022年,星期日lA小球速度变大B小球速度变小lC小球速度不变 D以上三种情况都有可能l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选项正确第19页,共45页,编辑于2022年,星期日l答案:Al点评:此题因部分同学受洛伦兹力不做功的影响,而误选C.第20页,共45页,编辑于2022年,星期日第21页,共45页,编辑于2022年,星期日l答案:(1)A板为正极板(2)1
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