高中物理 4.5 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況（講授式）同課異構(gòu)課件 新人教選修32

1、2021/8/11 星期三1第四章 電磁感應(yīng) 學(xué)案5 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況2021/8/11 星期三2思考：哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？ 穿過閉合回路磁通量發(fā)生了變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源2021/8/11 星期三3一.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)定義：變化的磁場(chǎng)在周圍空間激發(fā)的電場(chǎng), 叫感生電場(chǎng),由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為感生電動(dòng)勢(shì).感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力就是感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用方向：可由楞次定律判斷.2021/8/11 星期三4感生電場(chǎng)和靜電場(chǎng)的區(qū)別靜電場(chǎng) E0感生電場(chǎng) Ek起源由靜止電荷激發(fā)由變化的磁場(chǎng)激發(fā)電場(chǎng)線形狀電場(chǎng)線為非閉合曲線電場(chǎng)線為

2、閉合曲線Ek靜電場(chǎng)為有源場(chǎng)感生電場(chǎng)為無源場(chǎng)2021/8/11 星期三5電子感應(yīng)加速器是用感生電場(chǎng)來加速電子的一種設(shè)備。它的基本原理如圖示，上下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速。上圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，電流的大小應(yīng)該怎樣變化才能使電子加速？12021/8/11 星期三6鐵芯線圈電束子 環(huán)形真空室B磁場(chǎng)電子感應(yīng)加速器是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備。12021/8/11 星期三7柱形電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)中安置一個(gè)環(huán)形真空管道。

3、當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)沿管道方向產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)。射入其中的電子就受到感應(yīng)電場(chǎng)的持續(xù)作用而被不斷加速。12021/8/11 星期三8電子感應(yīng)加速器是用感生電場(chǎng)來加速電子的一種設(shè)備。它的基本原理如圖示，上下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速。上圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，電流的大小應(yīng)該怎樣變化才能使電子加速？電子帶負(fù)電1電場(chǎng)應(yīng)沿順時(shí)針方向由楞次定律可知：原磁場(chǎng)應(yīng)該由弱變強(qiáng)2021/8/11 星期三9某空間出現(xiàn)了如右圖所示的閉合的電場(chǎng)，

4、電場(chǎng)線為一簇閉合曲線，這可能是()A沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱B沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增加C沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增加D沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱2空間磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電場(chǎng)方向，仍然可用楞次定律判斷2021/8/11 星期三10 它是如何將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的?二.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理是什么?2021/8/11 星期三11X X XX X XX X XX X XX X XDCLF洛F電v導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 二.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力4、如果用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場(chǎng)外的一個(gè)用電器上，導(dǎo)體棒中電流

5、是沿什么方向的？如圖所示，導(dǎo)體棒CD在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。 1、自由電荷會(huì)隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，并因此受到洛倫茲力。導(dǎo)體中自由電荷的合運(yùn)動(dòng)在空間大致沿什么方向？斜向上2、導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否也會(huì)沿著導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去？為什么？不會(huì) 當(dāng)電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，自由電荷不再定向運(yùn)動(dòng)。C端電勢(shì)高。3、導(dǎo)體棒的哪端電勢(shì)比較高？2021/8/11 星期三12動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力的一個(gè)分力。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì):由于導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)（切割磁感線）而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 注意：雖然動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與洛倫茲力有關(guān)，但洛倫茲力始終不做功。二.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力2021/8/11 星期三13如圖所示，在

6、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1E2分別為()Aca,21 Bac,21Cac,12 Dca,12根據(jù)右手定則：電流方向該為N到M，即通過電阻為a到c.3EBlv電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?倍2021/8/11 星期三14動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)磁場(chǎng)不變，閉合電路的整體或局部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致回路中磁通量的變化閉合回路的任何部分都不動(dòng)，空間磁場(chǎng)發(fā)生變化導(dǎo)致回路中磁通量變化原因由于S的變化引起回路中變化由于B的變化引起回路中變化非靜電力就是洛侖茲力，由洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)變化磁場(chǎng)在它周圍空間激發(fā)渦旋電場(chǎng)，非靜電力就是感生電場(chǎng)力，由感生電場(chǎng)力對(duì)電荷作功而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)方向的來源非靜電力一般用楞次定律判斷一般用右手定則判斷三.感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別2021/8/11 星期三151.如圖所示，一個(gè)50匝的線圈的兩端跟R99的電阻相連接，置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈的橫截面積是202，電阻為1，磁感應(yīng)強(qiáng)度以100Ts的變化率均勻減少。在這一過程中通過電阻R的電流為多大？2021/8/11 星期三16A R2VBR12.如圖所示，電阻不計(jì)的裸導(dǎo)體AB與寬為60cm的平行金屬導(dǎo)軌良好接觸，電阻R