《2023-2023学年高中物理 第四章 电磁感应 4.5 电磁感应现象的两类情况课件 新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023-2023学年高中物理 第四章 电磁感应 4.5 电磁感应现象的两类情况课件 新人教版选修3-2（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5 5电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况读一读思一思辨一辨议一议一、电磁感应现象中的感生电场阅读教材第19页“电磁感应现象中的感生电场”部分,知道什么是感生电场,什么是感生电动势。1.什么是感生电场?什么是感生电动势?答案:磁场变化时会在空间激发一种电场,这种电场叫感生电场。如果感应电动势是由感生电场产生的,这种感应电动势叫感生电动势。2.产生感生电动势的非静电力是什么力?答案:感生电场对自由电荷的作用。3.感生电场的方向与感应电流方向有什么关系?答案:感生电场的方向与感应电流的方向相同。读一读思一思辨一辨议一议二、电磁感应现象中的洛伦兹力阅读教材第20页“电磁感应现象中的洛伦兹力”
2、部分。1.什么是动生电动势?答案:如果感应电动势是由于导体运动切割磁感线而产生的,这种电动势叫动生电动势。2.产生动生电动势的非静电力与什么力有关?答案:产生动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。3.闭合电路的部分导体切割磁感线时,导体中会有电流,电流受的安培力做正功还是负功?答案:做负功。读一读思一思辨一辨议一议1.思考辨析。(1)如果空间不存在闭合电路,变化的磁场周围不会产生感生电场。()解析:麦克斯韦认为,磁场的变化在空间激发一种电场,这种电场与是否存在闭合电路无关。答案:(2)处于变化磁场中的导体,其内部自由电荷定向移动,是由于受到感生电场的作用。()解析:闭合电路此刻处于这种电场中,导
3、体中的自由电荷将发生定向移动,产生感应电流,或者说导体中产生感应电动势,其非静电力就是这种感生电场。答案:读一读思一思辨一辨议一议(3)感生电场就是感应电动势。()解析:感应电动势是导体中产生的,与感生电场不是一个物理概念。答案:(4)产生动生电动势的非静电力就是自由电荷受到的洛伦兹力。()解析:产生动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关,而不是洛伦兹力。答案:(5)动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的。()解析:洛伦兹力沿导体方向的分力对导体中自由电荷做功是产生动生电动势的本质。答案:读一读思一思辨一辨议一议2.探究商量。(1)感生电场与静电场的来源有什么不同?答案:感生电场是由变化
4、的磁场产生的,而静电场是由静止的电荷产生的。(2)若导体棒垂直磁场始终运动下去,自由电荷是否也会沿着导体棒始终运动下去?为什么?答案:不会。若导体棒始终运动下去,当导体棒内部自由电荷在电场中所受电场力与洛伦兹力相等时,自由电荷将不再定向运动。探究一探究二当堂检测问题导引名师精讲典例剖析电磁感应现象中的感生电场电磁感应现象中的感生电场如图所示,B增强,那么就会在空间激发一个感生电场E。如果E处空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动,而产生感应电流。(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系?如何推断感生电场的方向?(2)上述情况下,哪种作用扮演了非静电力的角色?探究一
5、探究二当堂检测问题导引名师精讲典例剖析要点提示:(1)感应电流的方向与正电荷移动的方向相同。感生电场的方向与正电荷受力的方向相同,因此,感生电场的方向与感应电流的方向相同,感生电场的方向可以用楞次定律判定。(2)感生电场对自由电荷的作用。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测1.产生:如图所示,当磁场变化时,产生感生电场。感生电场的电场线是与磁场垂直的曲线。2.方向:闭合环形回路(可假定存在)的电流方向就表示感应电场的电场方向。依据实际存在的或假定存在的回路结合楞次定律判定感应电场的方向。感生电场力虽然是电场力但不是静电力。它是一种非静电力。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测【
6、例题1】闻名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置:一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动,在圆板的中部有一个线圈,圆板的四周固定着一圈带电的金属小球,如图所示。当线圈接通电源后,将有图示方向的电流流过,则下列说法正确的是()A.接通电源瞬间,圆板不会发生转动B.线圈中电流的增大或减小会引起圆板向相同方向转动C.接通电源后,保持线圈中电流不变,圆板转动方向与线圈中电流流向相同D.若金属小球带负电,接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测解析:线圈接通电源瞬间,则变化的磁场产生变化的电场,从而导致带电小球受到电场力,使其转动,故A错误;不论线圈中电流
7、增大或减小都会引起磁场的变化,从而产生电场,使小球受到电场力,从而转动,由于电场力与电荷带正负电有关,故B错误;接通电源后,保持线圈中电流不变,则磁场不变,则不会产生电场,小球不受到电场力,故C错误;接通电源瞬间小球受到电场力作用而转动,由于金属小球带负电,再依据电磁场理论可知,圆盘转动方向与线圈中电流流向相同,故D正确。答案:D探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测归纳总结推断感生电场方向的思路 探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测变式训练变式训练1(多选)在空间某处存在一变化的磁场,则()A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中肯定会产生感应电流B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不肯定
8、产生感应电流C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围肯定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围肯定会产生电场解析:依据感应电流的产生条件,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感应电流,A错,B对;变化的磁场产生感生电场,与是否存在闭合线圈无关,C错,D对。答案:BD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测电磁感应现象中的洛伦兹力电磁感应现象中的洛伦兹力如图甲所示,导体棒CD在匀强磁场中向右做匀速运动。(为了便利,可以认为导体中的自由电荷是正电荷)(1)导体棒中的自由电荷受到的洛伦兹力方向如何?(2)若导体棒始终运动下去,自由电荷是否总会沿着导体棒始终运动下去?为
9、什么?(3)导体棒哪端电势比较高?探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测要点提示:(1)导体中自由电荷(正电荷)具有水平方向的速度,由左手定则可推断自由电荷受到沿棒向上的洛伦兹力作用。(2)自由电荷不会始终运动下去。由于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端电势较高。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测1.成因:导体棒做切割磁感线运动时,导体棒中的自由电荷随棒一起定向运动,并因此受到洛伦兹力。2.动生电动势中的非静电力:与洛伦兹力有关,是洛伦兹力的一个分力。3.感生电动势与动生电动势的比较探究一探究二问题
10、导引名师精讲典例剖析当堂检测任何时候洛伦兹力不做功,产生动生电动势的非静电力是洛伦兹力的一个分力,这个分力做了正功,增加了电势能,同时另一分力肯定做了负功,消耗了其他形式的能量。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析当堂检测【例题2】如图所示,用铝板制成U形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动,悬线拉力为FT,则()A.悬线竖直FT=mg B.悬线竖直FTmgC.悬线竖直FTb=dcC.线圈中有电流,a=b=c=dD.线圈中有电流,ab=dc解析:线圈在运动过程中,穿过线圈的磁通量不变,所以在线圈中不会产生感应电流,C、D错误
11、。导体两端有电势差,依据右手定则,可知B正确。答案:B当堂检测探究一探究二1231.(多选)(感生电场的理解)某空间消灭了如图所示的一组闭合的电场线,这可能是()A.沿AB方向磁场的飞快减弱B.沿AB方向磁场的飞快增强C.沿BA方向磁场的飞快增强D.沿BA方向磁场的飞快减弱解析:假设存在圆形闭合回路,回路中应产生与电场同向的感应电流,由安培定则,感应电流的磁场向下,所以依据楞次定律,引起感应电流的应是方向向下的磁场飞快减弱或方向向上的磁场飞快增强,故A、C正确。答案:AC探究一探究二123当堂检测2.(动生电动势的理解)下列说法中正确的是()A.动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的
12、B.由于洛伦兹力对运动电荷始终不做功,所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的C.动生电动势的方向可以由右手定则来判定D.导体棒切割磁感线产生感应电流,受到的安培力肯定与受到的外力大小相等、方向相反解析:洛伦兹力沿导体方向的分力对导体中自由电荷做功是产生动生电动势的本质,A错误;在导体中自由电荷受洛伦兹力的合力与合速度方向垂直,总功为0,B错误,C正确;只有在导体棒做匀速切割时,除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等、方向相反,做变速运动时不成立,故D错误。答案:C探究一探究二123当堂检测3.(电磁感应中的转动切割问题)如图所示,一个半径为r的铜盘,在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度绕中心轴OO匀速转动,磁场方向与盘面垂直,在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷。设整个回路电阻为R,当铜盘匀速转动角速度为时,通过电阻的电流为。
