《电磁感应现象的两类情况》巩固练习
1.如图所示的是一个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的绝缘小球放在槽中，它的初速度为v0，磁感应强度的大小随时间均匀增大，(已知均匀变化的磁场将产生恒定的感生电场)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增大
C．磁场力对小球做了功
D．小球受到的磁场力大小与时间成正比
2．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )
3．如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将( )
A．沿顺时针方向运动
B．沿逆时针方向运动
C．在原位置附近往复运动
D．仍然保持静止状态
4．如图所示，导体AB在做切割感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是( )
A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关
C．动生电动势的产生与电场有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
5.如图甲，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个电压表相连。线圈 内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。
(1) 电压表的读数应该等于多少？
(2) 请在线圈位置上标出感应电场的方向。
(3) A、B两端，哪端应该与电压表标＋号的接线柱（或红接线柱）连接？
6.设图中的磁感应强度B＝1 T，平行导轨宽l＝1 m，金属棒PQ以1 m/s速度贴着导轨向右运动，R＝1 ?，其他电阻不计
(1) 运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图
(2) 通过R的电流方向如何？大小等于多少？
7.（拓展练习）麦克斯韦的电磁场理论告诉我们：变化的磁场产生感生电场，该感生电场是涡旋电场；变化的电场也可以产生感生磁场，该感生磁场是涡旋磁场。
如图1所示，在半径为r的虚线边界内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt（k>0且为常量）。将一半径也为r的细金属圆环（图中未画出）与虚线边界同心放置。
求金属圆环内产生的感生电动势E的大小。
②变化的磁场产生的涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中，在与磁场垂直的平面内其电场线是一系列同心圆，如图2中的实线所示，圆心与磁场区域的中心重合。在同一圆周上，涡旋电场的电场强度大小处处相等。使得金属圆环内产生感生电动势的非静电力是涡旋电场对自由电荷的作用力，这个力称为涡旋电场力，其与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同。请推导金属圆环位置的涡旋电场的场强大小E感。
《电磁感应现象的两类情况》巩固练习答案
1．答案：B.由楞次定律可知，此电场与小球初速度方向相同，由于小球带正电，电场力对小球做正功，小球的速度应该逐渐增大，向心力也会随着增大，故A错B对．另外洛伦兹力对运动电荷永远不做功，故C错．带电小球所受洛伦兹力F＝qvB，随着速率的增大而增大，同时，B也正比于时间t，则F与t不成正比，故D错误．
2．答案C.据麦克斯韦电磁理论，要产生恒定的感生电场，必须由均匀变化的磁场产生，C对．
3．答案：A.当磁场增大时，由楞次定律和右手螺旋定则知，感应电场沿逆时针方向，带负电小球在电场力作用下沿顺时针方向运动．
4．答案：AB.根据动生电动势的定义，A正确，动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关，感生电动势中的非静电力与感生电场有关，B项正确，C、D项错误．
5．答案：（1）50v
（2）电场方向为逆时针
（3）A端的电势比B端高，所以A端应该与电压表标“+”的接线柱连接
解析:(1)根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势为。根据-t图象可知
。电压表的读数为.
(2)通过楞次定律和安培定则判断感应电流的
方向为逆时针，感应电场方向为逆时针。
(3)产生感应电流的线圈为等效电源，在电源内部电流从负极流向正极，故A端为电源正极；B端为电源负极，所以A端应该与电压表标的“+”接线柱连接。
6. 答案：（1）见右图
（2）通过电阻R的电流方向向下。I=1A
解析：(1)金属棒向右运动垂直切割磁感线，产生感应电动势，产生感应电流，可以将金属棒看做电源。利用右手定则，磁场方向垂直于纸面向里，让磁感线从掌心进入，拇指向右，四指方向由Q指向P，电流方向为Q流向P，并且P为正极，Q为负极。
（2）由右手定则知PQ棒中感应电流的方向是由Q流向P，通过电阻R的电流向下。金属棒垂直切割磁感线利用公式E= BLv =1V， I=E/R=1A
7. 答案：①根据法拉第电磁感应定律得
②在金属圆环内，非静电力对带电量为-q的自由电荷所做的功W =qE感·2πr
根据电动势的定义
解得感生电场的场强大小
(共48张PPT)
电磁感应现象的两类情况
高二年级 物理
一、情景再现
开关闭合时移动滑动变阻器的滑片
一、情景再现
v
导体棒在磁场中切割磁感线
右手定则判断感应电流方向，判断电势的高低。
电流方向由B到A，A端电势较高。
A
B
一、情景再现
v
法拉第电磁感应定律
v
A
B
一、情景再现
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
自由电子可以发生定向运动而形成电流
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
自由电子的热运动是无规则的
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
导体棒在磁场中向右运动
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
受力分析
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
导体棒内产生静电场
v1
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
自由电子受到向上的静电力和向下的洛伦兹力。
F电
F1
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F电
F1
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F电
F1
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
上端电势较高，下端电势较低。
v1
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
能量转化的角度分析
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
F1做功情况分析
v1
F1
v2
l
F非
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
A
B
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
如果感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫做“动生电动势”。
v
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
A
B
导体棒AB相当于电源
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
洛伦兹力F1作为非静电力克服静电力做功，将其它形式的能转化为电能。
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
讨论：
洛伦兹力可以对运动电荷做功吗？
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
v2
v
合速度方向
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
F2
v1
F1
v2
洛伦兹力方向
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
F
F2
洛伦兹力方向
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
v2
F
v
F2
洛伦兹力
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
v2
F2
x
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
v2
F2
x
l
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
v2
F2
x
l
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
v2
F2
x
l
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
v1
F1
v2
F2
1、洛伦兹力没有做功，但实现了能量的转化。
2、动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。
三、电磁感应现象中的感生电场
感应电动势产生的原因？
大线圈相当于电源
开关闭合，移动滑片。
三、电磁感应现象中的感生电场
示意图
I
三、电磁感应现象中的感生电场
麦克斯韦电磁场理论：
磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫做感生电场。
三、电磁感应现象中的感生电场
感生电场与静电场都对放入其中的电荷有力的作用。
三、电磁感应现象中的感生电场
非静电力就是感应电场对自由电荷的作用，使电能增加。
F
I
三、电磁感应现象中的感生电场
如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫做“感生电动势”。
F
I
三、电磁感应现象中的感生电场
感生电场方向（感生电动势方向）与感应电流的方向相同。
E感
四、感生电场应用---电子感应加速器
如图，100匝线圈两端A、B与一个电压表相连。线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化：
（1) 电压表的读数应该等于多少？
U=50v
例题1.
（2） 请在线圈位置上标出感生电场的方向？
感应电场方向为逆时针。
例题1.
（3） A、B两端，哪端应该与电压表标“＋” 号的接线柱连接？
A端应该与电压表标 “+”号的接线柱连接。
例题1.
设图中的磁感应强度B＝1 T，平行导轨宽l＝1 m，金属棒PQ以1 m/s速度贴着导轨向右运动，R＝1 ?，其他电阻不计
例题2.
例题2.
(1) 运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图。
(2) 通过R的电流方向如何？大小等于多少？
通过电阻R的电流方向向下。
I=1A
例题2.
课堂小结
受力分析
能量转化
一、动生电动势
分析角度
非静电力与洛伦兹力有关
课堂小结
二、感生电场与感生电动势
麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场
非静电力是感生电场对自由电荷的作用
拓展学习
1.查找资料了解麦克斯韦的工作和经历
2.查找资料了解电子感应加速器
