高二物理电磁感应现象精选PPT.ppt

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1、高二物理电磁感应现象第1页，此课件共48页哦重点重点难难点：点：1.感生感生电动势电动势以及以及动动生生电动势电动势的的产产生机理生机理2灵活运用灵活运用电电磁感磁感应应定律和楞次定律解决定律和楞次定律解决电电磁感磁感应问应问题题第2页，此课件共48页哦 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第五五节节电电磁磁感感应应现现象象的的两两类类情情况况课前自主学案课前自主学案第3页，此课件共48页哦课前自主学案课前自主学案一、一、电电磁感磁感应现应现象中的感生象中的感生电场电场1电电磁磁场场理理论论与感生与感生电场电场(1)电电磁磁场场理理论论：变变化的化的电场电

2、场周周围产围产生磁生磁场场，变变化的磁化的磁场场周周围产围产生生电场电场由由19世世纪纪60年代的年代的_提出提出(2)感生感生电场电场：变变化的磁化的磁场场周周围围所所产产生的生的电场电场麦克斯麦克斯韦韦第4页，此课件共48页哦2感感应电动势应电动势(1)感感应电动势应电动势：感生感生电场电场中的中的导导体正是在体正是在_的作用下，自由的作用下，自由电电荷荷发发生定向移生定向移动动，形成，形成_或或_.(2)非静非静电电力就是力就是_对对自由自由电电荷的作用荷的作用二、二、电电磁感磁感应现应现象中的洛象中的洛伦兹伦兹力力感生感生电场电场力力电电流流产产生生电动势电动势感生感生电场电场第5页，

3、此课件共48页哦完全免费,无需注册,天天更新！第6页，此课件共48页哦1.动动生生电动势电动势：导导体在磁体在磁场场中中_运运动时产动时产生生的的电动势电动势2.产产生原因：由于生原因：由于导导体中的自由体中的自由电电子受到子受到_作用作用引起的，使自由引起的，使自由电电荷做定向移荷做定向移动动的非静的非静电电力是力是_3.切割切割导导体的特点：运体的特点：运动动的的导导体是体是_，所在的，所在的电电路是路是_电电路路切割磁感切割磁感线线洛洛伦兹伦兹力力洛洛伦兹伦兹力力电电源源内内第7页，此课件共48页哦核心要点突破核心要点突破一、感生一、感生电动势电动势1产产生机理生机理如如图图451所示，

4、当磁所示，当磁场变场变化化时时，产产生的感生生的感生电场电场的的电电场线场线是与磁是与磁场场方向垂直的曲方向垂直的曲线线如果空如果空间间存在存在闭闭合合导导体，体，导导体中的自由体中的自由电电荷就会在荷就会在电场电场力的作用下定向移力的作用下定向移动动，而，而产产生感生感应电应电流，或者流，或者说导说导体中体中产产生了感生了感应电动势应电动势第8页，此课件共48页哦图图451图图452第9页，此课件共48页哦2特点特点(1)感生感生电场电场是一种是一种涡涡旋旋电场电场，电场线电场线是是闭闭合的合的.(2)感生感生电场电场的的产产生跟空生跟空间间中是否存在中是否存在闭闭合合电电路无关路无关.3方

5、向判定方向判定感生感生电场电场的方向根据的方向根据闭闭合合电电路路(或假想的或假想的闭闭合合电电路路)中感中感应应电电流的方向确定，即利用楞次定律判断流的方向确定，即利用楞次定律判断.第10页，此课件共48页哦即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1某空某空间间出出现现了如了如图图453所示的磁所示的磁场场，当磁感，当磁感应应强强度度变变化化时时，在垂直于磁，在垂直于磁场场的方向上会的方向上会产产生感生生感生电场电场，有关磁，有关磁感感应应强强度的度的变变化与感生化与感生电场电场的方向关系描述正确的是的方向关系描述正确的是()图图453第11页，此课件共48页哦A当磁感当磁感

6、应应强强度均匀增大度均匀增大时时，感生，感生电场电场的的电场线电场线从从上向下看上向下看应为顺时针应为顺时针方向方向B当磁感当磁感应应强强度均匀增大度均匀增大时时，感生，感生电场电场的的电场线电场线从从上向下看上向下看应为应为逆逆时针时针方向方向C当磁感当磁感应应强强度均匀减小度均匀减小时时，感生，感生电场电场的的电场线电场线从上从上向下看向下看应为顺时针应为顺时针方向方向D当磁感当磁感应应强强度均匀减小度均匀减小时时，感生，感生电场电场的的电场线电场线从上从上向下看向下看应为应为逆逆时针时针方向方向第12页，此课件共48页哦解析：解析：选选AD.感生感生电场电场中中电场线电场线的方向用楞次定

7、律来的方向用楞次定律来判定：原磁判定：原磁场场向上且磁感向上且磁感应应强强度在增大，在周度在增大，在周围围有有闭闭合合导线导线的情况下，感的情况下，感应电应电流的磁流的磁场场方向方向应应与原磁与原磁场场方方向相反，即感向相反，即感应电应电流的磁流的磁场场方向向下，再由右手螺旋方向向下，再由右手螺旋定定则则得到感得到感应电应电流的方向是：从上向下看流的方向是：从上向下看应为顺时针应为顺时针方向，方向，则则感生感生电场电场的方向从上向下看也的方向从上向下看也为顺时针为顺时针方向；方向；同理可知，原磁同理可知，原磁场场方向向上且磁感方向向上且磁感应应强强度减小度减小时时，感，感生生电场电场的方向从上

8、向下看的方向从上向下看应为应为逆逆时针时针方向方向选项选项AD正确正确第13页，此课件共48页哦二、二、动动生生电动势电动势1产产生机理生机理一段一段导导体在做切割磁感体在做切割磁感线线运运动时动时，导导体内自由体内自由电电荷随荷随导导体在磁体在磁场场中运中运动动，则则必受洛必受洛伦兹伦兹力，自由力，自由电电荷在洛荷在洛伦兹伦兹力作用下力作用下产产生定向移生定向移动动，这样这样自由自由电电荷在荷在导导体两端聚集，体两端聚集，从而使从而使导导体两端体两端产产生生电势电势差，差，这这就是就是动动生生电动势电动势，此，此时时若若电电路路闭闭合，合，则电则电路中路中产产生感生感应电应电流流第14页，此

9、课件共48页哦说说明：明：(1)当当电电路不路不闭闭合合时时，切割磁感，切割磁感线线的的导导体两端体两端积积聚聚电电荷，荷，则则在在导导体内体内产产生附加生附加电场电场，电电荷在受洛荷在受洛伦兹伦兹力的力的同同时时也受也受电场电场力作用力作用(2)电动势电动势的的产产生与生与电电路是否路是否闭闭合无关合无关2方向判定方向判定动动生生电动势电动势的方向用右手定的方向用右手定则则来判定，即来判定，即“四指四指”指指电动电动势势的方向的方向第15页，此课件共48页哦3对动对动生生电动势电动势中中电电荷所受洛荷所受洛伦兹伦兹力的理解力的理解(1)运运动导动导体中的自由体中的自由电电子，不子，不仅仅随随

10、导导体以速度体以速度v运运动动，而且，而且还还沿沿导导体以体以速度速度u做定向移做定向移动动，如，如图图454所所示因此，示因此，导导体中的体中的电电子的合速度子的合速度v合合等于等于v和和u的矢量和，所以的矢量和，所以电电子受子受到的洛到的洛伦兹伦兹力力为为F合合ev合合B，F合合与与合速度合速度v合合 垂直垂直图图454第16页，此课件共48页哦(2)从做功角度分析，由于从做功角度分析，由于F合合与与v合合垂直，它垂直，它对电对电子不子不做功，更具体地做功，更具体地说说，F合合的一个分量是的一个分量是F1evB，这这个个分力做功，分力做功，产产生生动动生生电动势电动势F合合的另一个分量是的

11、另一个分量是F2euB，阻碍，阻碍导导体运体运动动做做负负功可以功可以证证明两个分力明两个分力F1和和F2所做的功的代数和所做的功的代数和为为零零结结果仍然是洛果仍然是洛伦兹伦兹力并不提力并不提供能量，而只是起供能量，而只是起传递传递能量的作用，即外力克服洛能量的作用，即外力克服洛伦兹伦兹力的一个分力力的一个分力F2所做的功通所做的功通过过另一个分力另一个分力F1转转化化为为能量能量第17页，此课件共48页哦即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A动动生生电动势电动势是洛是洛伦兹伦兹力的一个分力力的一个分力对导对导体中自由体中自由电电

12、荷做功而引起的荷做功而引起的B因因为为洛洛伦兹伦兹力力对对运运动电动电荷始荷始终终不做功，所以不做功，所以动动生生电电动势动势不是由洛不是由洛伦兹伦兹力而力而产产生的生的C动动生生电动势电动势的方向可以由右手定的方向可以由右手定则则来判定来判定D导导体棒切割磁感体棒切割磁感线产线产生感生感应电应电流，受到的安培力一流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反定与受到的外力大小相等、方向相反第18页，此课件共48页哦解解析析：选选AC.洛洛伦伦兹兹力力的的一一个个分分力力对对导导体体中中自自由由电电荷荷做做功功是是产产生生动动生生电电动动势势的的本本质质，A、C正正确确，B错错误误；只只有

13、有在在导导体体棒棒做做匀匀速速切切割割时时，除除安安培培力力以以外外的的力力的的合合力力才才与与安安培培力力大大小小相相等等、方方向向相相反反，做做变变速速运运动动时时不不成成立，故立，故D错误错误第19页，此课件共48页哦课堂互动讲练课堂互动讲练感应电场方向的判断感应电场方向的判断例例例例1 1 如如图图455所示，内壁光滑、所示，内壁光滑、水平放置的玻璃水平放置的玻璃圆环圆环内，有一直径略内，有一直径略小于小于圆环圆环直径的直径的带带正正电电的小球，以速的小球，以速率率v0沿逆沿逆时针时针方向匀速方向匀速转动转动，若在此，若在此空空间间突然加上方向突然加上方向竖竖直向上、磁感直向上、磁感应

14、应强强度度B随随时间时间成正成正比例增加的比例增加的变变化磁化磁场场设设运运动过动过程中小球程中小球带电带电荷量不荷量不变变，那么那么()图图455第20页，此课件共48页哦A小球小球对对玻璃玻璃圆环圆环的的压压力一定不断增大力一定不断增大B小球所受的磁小球所受的磁场场力一定不断增大力一定不断增大C小球先沿逆小球先沿逆时针时针方向减速运方向减速运动动，之后沿，之后沿顺时针顺时针方向加方向加速运速运动动D磁磁场场力力对对小球一直不做功小球一直不做功【思路点【思路点拨拨】解答本解答本题时题时可按以下思路分析：可按以下思路分析：第21页，此课件共48页哦【精【精讲讲精析】精析】变变化的磁化的磁场场将

15、将产产生感生生感生电场电场，这这种感生种感生电电场场由于其由于其电场线电场线是是闭闭合的合的,也称也称为涡为涡旋旋电场电场，其，其场场强强方方向可借助向可借助电电磁感磁感应现应现象中感象中感应电应电流方向的判定方法，流方向的判定方法，使用楞次定律判断当磁使用楞次定律判断当磁场场增增强强时时，会，会产产生生顺时针顺时针方方向的向的涡涡旋旋电场电场，电场电场力先力先对对小球做小球做负负功使其速度减功使其速度减为为零，后零，后对对小球做正功使其沿小球做正功使其沿顺时针顺时针方向做加速运方向做加速运动动，所以所以C正确；磁正确；磁场场力始力始终终与小球运与小球运动动方向垂直，因此方向垂直，因此始始终对

16、终对小球不做功，小球不做功，D正确；正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环环的的压压第22页，此课件共48页哦第23页，此课件共48页哦【答案】【答案】CD【规规律律总结总结】本本题题的关的关键键是判断出感生是判断出感生电场电场的方向，的方向，感生感生电场对电场对小球做功，使小球做功，使带电带电小球的小球的动动能能发发生生变变化化第24页，此课件共48页哦变变式式训练训练1如如图图456所示，一金属半所示，一金属半圆环圆环置于匀置于匀强强磁磁场场中，当磁中，当磁场场突然减弱突然减弱时时，则则两端点的两端点的电势电势()AN点点电势电势高高BM点点电

17、势电势高高C若磁若磁场场不不变变，将半，将半圆环绕圆环绕MN轴轴旋旋转转180的的过过程中，程中，N点点电势电势高高D若磁若磁场场不不变变，将半，将半圆环绕圆环绕MN轴轴旋旋转转180的的过过程中，程中，M点点电势电势高高图图456第25页，此课件共48页哦解析：解析：选选BD.将半将半圆环补圆环补充充为圆为圆形回路，由楞次定律可判断形回路，由楞次定律可判断圆环圆环中中产产生的感生的感应电动势应电动势方向在半方向在半圆环圆环中由中由N指向指向M，即，即M点点电势电势高，高，B正确；若磁正确；若磁场场不不变变，半，半圆环绕圆环绕MN轴轴旋旋转转180的的过过程中，由楞次定律可判断，半程中，由楞次

18、定律可判断，半圆环圆环中中产产生的感生的感应应电动势电动势在半在半圆环圆环中由中由N指向指向M，即，即M点点电势电势高，高，D正确正确第26页，此课件共48页哦 如如图图457所示，所示，L10.5 m，L20.8 m，回路，回路总电总电阻阻为为R0.2，M0.04 kg，导轨导轨光滑，开始光滑，开始时时磁磁场场B01 T现现使磁感使磁感应应强强度以度以B/t0.2 T/s的的变变化率均化率均匀地增大，匀地增大，试试求：当求：当t为为多少多少时时，M刚刚离开地面？离开地面？(g取取10 m/s2)感生电动势的计算感生电动势的计算例例例例2 2图图457第27页，此课件共48页哦【思路点【思路点

19、拨拨】回路中原磁回路中原磁场场方向向下，且磁通量方向向下，且磁通量增加，由楞次定律可以判知，感增加，由楞次定律可以判知，感应电应电流的磁流的磁场场方向方向向上，根据安培定向上，根据安培定则则可以判知，可以判知，ab中的感中的感应电应电流的流的方向是方向是ab，由左手定，由左手定则则可知，可知，ab所受安培力的方向所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物水平向左，从而向上拉起重物第28页，此课件共48页哦第29页，此课件共48页哦【答案】【答案】5 s【规规律律总结总结】在在审题时应审题时应加加强强对对某些关某些关键键“字眼字眼”的的理解，如本理解，如本题题中的中的“刚刚好好”两个字，就两个字

20、，就说说明了地面此明了地面此时对时对物体无支持力了物体无支持力了第30页，此课件共48页哦变变式式训练训练2(2011年泉州高二年泉州高二检测检测)如如图图458所示的所示的匀匀强强磁磁场场中，有两根相距中，有两根相距20 cm固定的平行金属光滑固定的平行金属光滑导轨导轨MN和和PQ.磁磁场场方向垂直于方向垂直于MN、PQ所在平面所在平面导轨导轨上放上放置着置着ab、cd两根平行的可两根平行的可动动金属金属细细棒在两棒中点棒在两棒中点OO之之间间拴一根拴一根40 cm长长的的细绳细绳，绳长绳长保持不保持不变变设设磁感磁感应应强强度度B以以1.0 T/s的的变变化率均匀减小，化率均匀减小，abd

21、c回路的回路的电电阻阻为为0.50.求：求：当当B减小到减小到10 T时时，两可，两可动边动边所所受磁受磁场场力和力和abdc回路消耗的功率回路消耗的功率图图458第31页，此课件共48页哦答案：答案：均均为为0.32 N0.0128 W第32页，此课件共48页哦 如如图图459所示，三角形金所示，三角形金属框架属框架MON平面与匀平面与匀强强磁磁场场B垂直，垂直，导导体体ab能能紧贴紧贴金属框架运金属框架运动动，且始，且始终终与与导轨导轨ON垂直当垂直当导导体体ab从从O点点开始匀速向右平开始匀速向右平动时动时，速度，速度为为v0，试试求求bOc回路中某回路中某时时刻的感刻的感应电动势应电动

22、势随随时间变时间变化的函数关系式化的函数关系式动生电动势的计算动生电动势的计算例例例例3 3图图459第33页，此课件共48页哦【思路点【思路点拨拨】导导体体ab在切割磁感在切割磁感线线的运的运动过动过程中，程中，在回路中的有效切割在回路中的有效切割长长度度bc随随时间时间做做线线性性变变化，由化，由于于题题中要求的是感中要求的是感应电动势应电动势瞬瞬时时表达式，故可用公表达式，故可用公式式EBlv求解求解第34页，此课件共48页哦第35页，此课件共48页哦第36页，此课件共48页哦变变式式训练训练3如如图图4510所示，金属杆所示，金属杆ab以恒定的速以恒定的速率率v在光滑平行在光滑平行导轨

23、导轨上向右滑行，上向右滑行，设设整个整个电电路中路中总电总电阻阻为为R(恒定不恒定不变变)，整个装置置于垂直，整个装置置于垂直纸纸面向里的匀面向里的匀强强磁磁场场中，下列叙述正确的是中，下列叙述正确的是()图图4510第37页，此课件共48页哦Aab杆中的杆中的电电流与速率流与速率v成正比成正比B磁磁场场作用于作用于ab杆的安培力与速率杆的安培力与速率v成正比成正比C电电阻阻R上上产产生的生的电热电热功率与速率功率与速率v的平方成正比的平方成正比D外力外力对对ab杆做功的功率与速率杆做功的功率与速率v的平方成正比的平方成正比第38页，此课件共48页哦第39页，此课件共48页哦电磁感应的图象问题

24、电磁感应的图象问题例例例例4 4 如如图图4511甲甲所所示示，矩矩形形导导线线框框abcd固固定定在在匀匀强强磁磁场场中中，磁磁感感线线的的方方向向与与导导线线框框所所在在平平面面垂垂直直规规定定磁磁场场的的正正方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里，磁磁感感应应强强度度B随随时时间间变变化化的的规规律律如如图图乙乙所所示示，若若规规定定顺顺时时针针方方向向为为感感应应电电流流i的正方向，下列的正方向，下列it图图(如如图图丙丙)中正确的是中正确的是()第40页，此课件共48页哦丙丙图图4511第41页，此课件共48页哦三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！第42页，此课件共48页哦第43页，此

25、课件共48页哦【答案】【答案】D【规规律律总结总结】有关有关电电磁感磁感应图应图象的象的选择题选择题，采取排除，采取排除法判断比法判断比较简单较简单，首先利用方向排除，首先利用方向排除错误选项错误选项，其次再，其次再根据大小排除根据大小排除错误选项错误选项第44页，此课件共48页哦变变式式训训练练4(2011年年广广西西百百校校联联考考)如如图图4512所所示示，等等腰腰三三角角形形内内分分布布有有垂垂直直于于纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场，它它的的底底边边在在x轴轴上上且且长长为为2L，高高为为L，纸纸面面内内一一边边长长为为L的的正正方方形形导导线线框框沿沿x轴轴正正方方向向做做匀匀速速直直线线运运动动穿穿过过匀匀强强磁磁场场区区域域，在在t0时时刻刻恰恰好好位位于于图图4512所所示示的的位位置置，以以顺顺时时针针方方向向为为导导线线框框中中电电流流的的正正方方向向，在在图图4513中中，能能够够正确表示正确表示导线导线框的框的电电流流位移位移(Ix)关系的是关系的是()第45页，此课件共48页哦图图4512图图4513第46页，此课件共48页哦第47页，此课件共48页哦完全免费,无需注册,天天更新！第48页，此课件共48页哦