第四章 电磁感应 电磁感应规律的应用

(共18张PPT)
1.什么是电源？
2.什么是电动势？
电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为
电能的装置。
如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值，叫做电源的电动势。
3.干电池中的非静电力是什么？
化学作用。
说明：电路中的电动势实际上是某种非静电力对单位自由
电荷做的功。
磁场变强
一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内产生了感应电动势.这种情况下,哪一种作用扮演了非静电力的角色
一、感应电场与感生电动势
〔英〕麦克斯韦认为，
磁场变化时会在周围空间激发一种电场-----感生电场
闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动
产生感应电流（感生电动势）
感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用力。
感生电场的方向类似感应电流方向的判定----安培定则
一、电磁感应现象中的感生电场
1、感生电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。
注：静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场电场线是由正电荷出发，终于负电荷，电场线是不闭合的，而感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。
思考：如何确定感生电场的方向？
感生电场的方向与感应电流的方向相同。
2、感生电动势：
由感生电场使导体产生的电动势叫
感生电动势。
导线不动，磁场随时间变化时在导线中产生的感应电动势
这时的非静电力是感生电场对自由电荷的作用。
电子带负电，它在电场中受力的方向与电场的方向相反。本题中电子沿逆时针方向运动，所以为使电子加速，产生的电场应沿顺时针方向。
图中，磁场方向由下向上。根据楞次定律，为使真空室中产生顺时针方向的感生电场，磁场应该由弱变强。也就是说，为使电子加速，电磁铁中的电流应该由小变大。
1．导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的
速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的
洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。
讨论结果：
2．自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端
聚集电荷越来越多，在CD棒间产生的电场越
来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷
不再定向运动。
3．C端电势高。
4．导体棒中电流是由D指向C的。
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
动生电动势：由于导体运动而产生的电动势。
动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。
探讨：
-
洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。即外力克服洛伦兹力的一个分量F2所做的功，通过另一个分量F1转化为感应电流的能量
洛伦兹力做功吗？
能量是怎样转化的呢？
u
v
F洛
F2
F1
感生电动势
动生电动势
感生电场:由变化的磁场激发的电场.
感生电动势:由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势.
动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势.
1.如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场
B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力
D．以上说法都不对
磁场变强
AC
2.如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，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仑兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
AB
3、如图，两个相连的金属圆环，粗金属圆环的电阻为细金属圆环电阻的一半。磁场垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应随时间均匀变化时，在粗环里产生的感应电动势为E，则ab两点间的电势差为（ ）
A．E/2 B．E/3 C．2E/3 D．E
C
4、如图，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
A
6、如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，并且以△B/△t=0.1T/S在变化.水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽0.5m的导轨上放一电阻R0=0.1Ω的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量为M=0.2kg的重物，轨道左端连接的电阻R=0.4Ω，图中的L=0.8m，求至少经过多长时间才能吊起重物。
教 学 目 标
（一）知识与技能
1．知道感生电场。
2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
（二）过程与方法
通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。
（三）情感、态度与价值观
通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。
教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。
教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。
教学方法：讨论法，讲练结合法
教学用具：多媒体课件