第五節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用第1頁，共25頁。優(yōu)選第五節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用第2頁，共25頁。+++---+++++++++復(fù)習(xí)電動勢相關(guān)知識每一個電動勢都對應(yīng)有一種非靜電力——正是由于非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。問題:感應(yīng)電動勢對應(yīng)的非靜電力是一種什么樣的作用?電路中電動勢的作用是

某種非靜電力對自由電荷的作用。第3頁，共25頁。一、理論探究感生電動勢的產(chǎn)生電流是怎樣產(chǎn)生的？自由電荷為什么會運(yùn)動？使電荷運(yùn)動的力難道是變化的磁場對其施加的力嗎？猜想：使電荷運(yùn)動的力可能是洛倫茲力、靜電力、或者是其它力磁場變強(qiáng)第4頁，共25頁。一個閉合電路靜止于磁場中,由于磁場強(qiáng)弱的變化,閉合電路內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢.這種情況下,哪一種作用是非靜電力?一、感生電場與感生電動勢感生電場模擬動畫演示磁場變強(qiáng)第5頁，共25頁。(1)定義:(3)電場線:1、感生電場(2)方向:一、感生電場與感生電動勢磁場變強(qiáng)變化的磁場在周圍空間激發(fā)的電場叫感生電場(渦旋電場).就是感生電流的方向.用楞次定律判斷.是閉合的曲線.第6頁，共25頁。感生電場是產(chǎn)生感生電動勢的原因.2、感生電動勢：一、感生電場與感生電動勢感生電動勢所對應(yīng)的非靜電力是由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.感生電場對自由電荷的作用.第7頁，共25頁。〔英〕麥克斯韋認(rèn)為：磁場變化時會在周圍空間激發(fā)一種電場-----感生電場閉合導(dǎo)體中的自由電荷在這種電場下做定向運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流（感生電動勢）第8頁，共25頁。3、應(yīng)用實(shí)例---電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器是用感生電場來加速電子的一種設(shè)備。鐵芯電子束環(huán)形真空管道線圈第9頁，共25頁。

它的柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生磁場。在磁場中安置一個環(huán)形真空管道作為電子運(yùn)行的軌道。當(dāng)磁場發(fā)生變化時，就會沿管道方向產(chǎn)生感生電場。射入其中的電子就受到感生電場的持續(xù)作用而不斷加速。問題:電子加速應(yīng)該具備什么條件?能否加速質(zhì)子等其他粒子?第10頁，共25頁。第11頁，共25頁。

如圖,100匝線圈兩端A、B與一個電壓表相連.線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)方向磁場,線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化．

(1)電壓表的讀數(shù)應(yīng)該等于多少？

(2)請?jiān)诰€圈位置上標(biāo)出感生電場的方向．

(3)Ａ、Ｂ兩端，哪端應(yīng)該與電壓表標(biāo)＋號的接線柱連接？例與練1(1)50V(3)A端第12頁，共25頁。1.導(dǎo)體切割磁感線時也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該電動勢產(chǎn)生的機(jī)理是什么?2.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與哪些因素有關(guān)?3.它是如何將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的?二、洛倫茲力與動生電動勢第13頁，共25頁。第14頁，共25頁。

1、自由電荷會隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動,并因此受到洛倫茲力。導(dǎo)體中自由電荷的合運(yùn)動在空間大致沿什么方向？為了方便，可以認(rèn)為導(dǎo)體中的自由電荷是正電荷。分析與解答:1、導(dǎo)體中自由電荷(正電荷)具有水平方向的速度，由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用，其合運(yùn)動是斜向上的。第15頁，共25頁。2、導(dǎo)體棒一直運(yùn)動下去，自由電荷是否也會沿著導(dǎo)體棒一直運(yùn)動下去?為什么?分析與解答:2、自由電荷不會一直運(yùn)動下去.因?yàn)镃、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強(qiáng),當(dāng)電場力等于洛倫茲力時,自由電荷不再定向運(yùn)動.DXXXXXXXXXXXXXXXCLF洛F電V第16頁，共25頁。分析與解答:3、C端電勢高。DXXXXXXXXXXXXXXXCLF洛F電V從能的角度定量了解動生電動勢分析與解答:4、導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。此時導(dǎo)體棒可以看作是一個電源，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生了動生電動勢。3、導(dǎo)體棒的哪端電勢比較高?4、如果用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上，導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向的?第17頁，共25頁。1、由于導(dǎo)體的運(yùn)動(切割磁感線)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫動生電動勢.

注意：動生電動勢與洛倫茲力有關(guān)，但洛倫茲力始終不做功.2、動生電動勢所對應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力的分力.二、洛倫茲力與動生電動勢第18頁，共25頁。光滑金屬導(dǎo)軌Lab的電阻為1Ω,自t=0時刻開始從導(dǎo)軌最左端以v=1m/s的速度向右勻速運(yùn)動,則()vB/Tt/s0.52011.0甲乙CD例與練2第19頁，共25頁。動生電動勢感生電動勢特點(diǎn)磁場不變，閉合電路的整體或局部在磁場中運(yùn)動導(dǎo)致回路中磁通量變化閉合回路的任何部分都不動，空間磁場變化導(dǎo)致回路中磁通量變化原因由于S變化引起回路中變化由于B變化引起回路中變化非靜電力是洛侖茲力的分力，由洛侖茲力對運(yùn)動電荷作用而產(chǎn)生電動勢變化磁場在它周圍空間激發(fā)感生電場，非靜電力是感生電場力，由感生電場力對電荷做功而產(chǎn)生電動勢方向的來源非靜電力楞次定律楞次定律或右手定則第20頁，共25頁。如圖，兩個相連的金屬圓環(huán)，粗金屬圓環(huán)的電阻為細(xì)金屬圓環(huán)電阻的一半。磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)隨時間均勻變化時，在粗環(huán)里產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，則ab兩點(diǎn)間的電勢差為（）

A．E/2B．E/3C．2E/3D．E

例與練3C第21頁，共25頁。如圖，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電小球，整個裝置處于豎直向下的磁場中，當(dāng)磁場突然增大時，小球?qū)ⅲǎ?/p>

A、沿順時針方向運(yùn)動

B、沿逆時針方向運(yùn)動

C、在原位置附近往復(fù)運(yùn)動

D、仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)例與練4A第22頁，共25頁。

有一面積為S=100cm2的金屬環(huán)，電阻R=0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如下圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時間內(nèi)，通過金屬環(huán)的電荷量是多少？例與練5第23頁，共25頁。如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.5T，并且以△B/△t=0.1T/S在變化.水平軌