物理人教版选修3-2课件第4章 第5节电磁感应现象的两类情况.ppt

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1、第5节　电磁感应现象的两类情况1．感生电场19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出：变化的磁场能在周围空间激发电场，我们把这种电场叫感生电场，也叫涡旋电场。（1）感生电场的方向闭合环形回路(可假定存在)的感生电流方向就表示感生电场的电场方向，可用楞次定律判断．（2）感生电场的电场线：闭合曲线（3）感生电场的应用电子感应加速器是应用感生电场对电子的作用来加速电子的一种装置，主要用于核反应研究．一、电磁感应现象中的感生电动势2．感生电动势如图所示，当磁场变化时，产生的感生电场的电场线是与磁场方向垂直的曲线．如

2、果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势．这种由感生电场产生的感应电动势也叫感生电动势．在这种情况下，感生电场提供了使电荷运动的非静电力．(1)静电场的电场线不闭合，感生电场由于是一种涡旋场，电场线闭合的曲线．(2)感生电场是否存在仅取决于有无变化的磁场，与是否存在导体及是否存在闭合回路无关．1．产生：导体在不变的磁场中做切割运动时，自由电荷会受到洛伦兹力，这种情况下产生的电动势称为动生电动势．2．大小：E＝Blv(B的方向与v的方向垂直)．3．作用：动

3、生电动势相当于电源，切割磁感线的部分相当于内电路．4．能量关系：产生动生电动势的过程中机械能向电能转化，并满足能量守恒定律．二、电磁感应现象中的动生电动势(1)动生电动势的产生与电路是否闭合无关．三、感生电动势与动生电动势的区别有些情况下，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.某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度

4、的变化与感生电场的方向关系描述正确的是(　　)A．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向；B．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向；C．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向；D．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向。四、题型分析【解析】感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定：原磁场向上且磁感应强度在增大，在周围有闭合导线的情况下，感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向下，再由右手螺旋定则得到感应

5、电流的方向是：从上向下看应为顺时针方向，则感生电场的方向从上向下看也为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向．所以A、D对．【答案】AD如图所示的是一水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场竖直向下穿过玻璃环形小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度的大小跟时间成正比增大，设小球在运动过程中所带电荷量不变，则(　　)A．小球受到的向心力大小不变B．小球受到的向心力大小不断

6、增加C．洛伦兹力对小球做了功D．小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动．此时abed构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为R，其余部分电阻不计．开始时磁感应强度为B0.(1)若从t＝0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时加上外力使棒保持静止，求棒中的感应电流，并在图上标出感应电流的方向．(2)在上述(1)情况中，始终保持棒静止，当t＝t1时需加垂直于棒的水平拉力为多大？(3)若从t＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以

7、恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化？(写出B与t的关系式)如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0＝0.10Ω，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l＝0.20m．有随时间变化的磁场垂直于桌面向下，已知磁感应强度B与时间t的关系为B＝kt，比例系数k＝0.020T/s.一电阻不计的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P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度a＝1m/s2从静止开始向导轨的另

8、一端滑动，求在t＝0.6s时金属杆所受的安培力．F＝BIl＝ktIl＝1.44×10－4N由左手定则知方向向右答案：1.44×10－4N，方向向右如图所示，在匀强磁场中放有两平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈