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1、 4.54.5电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况正极正极负极负极电源电源+作用：从功、能方面来作用：从功、能方面来看，由于非静电力克服看，由于非静电力克服电场力做功；从而将电场力做功；从而将其其他形式的能转化为电势他形式的能转化为电势能。能。复习巩固复习巩固：思考思考1：从功、能方面来看电源从功、能方面来看电源的作用是什么？的作用是什么？ F电电F非非 对于干电池：对于干电池：F非非：是化学作用；：是化学作用；能量转化：能量转化：E化化 E电电电场线保持和导线平行电场线保持和导线平行(与电流方向相同与电流方向相同)。思考思考2：导线中电场导线中电场的方向？的方向？如图：如图：假设在电
2、源正、负极之间连一根导线假设在电源正、负极之间连一根导线. .-+A+_B_P P正极正极负极负极电源电源+F非非+-导线导线+EI开关闭合（断开），或改变滑开关闭合（断开），或改变滑动片的位置。动片的位置。导体切割磁感线。导体切割磁感线。ABAB相当于电源相当于电源线圈线圈B B相当相当于电源于电源感生电动势感生电动势由磁场变化引起的由磁场变化引起的由磁场变化引起的由磁场变化引起的电动势电动势电动势电动势思考思考3 3：以下两种电磁感应现象中，哪部分导体相当于电源？以下两种电磁感应现象中，哪部分导体相当于电源？动生电动势动生电动势由导体运动引起的由导体运动引起的由导体运动引起的由导体运动引起
3、的电动势电动势电动势电动势磁场变强磁场变强如图如图：当磁场增强时当磁场增强时, ,金属圆环内将产金属圆环内将产生感应电动势生感应电动势. .在这种情况下在这种情况下E E感感是怎是怎样产生的呢样产生的呢? ?一、感生电场和感生电动势一、感生电场和感生电动势思考思考4 4：B金属圆环金属圆环19世纪世纪.60年代英年代英麦克斯韦认为麦克斯韦认为变化的磁场会在其周围空间激发一变化的磁场会在其周围空间激发一种电场种电场-感生电场感生电场(涡流电涡流电场场)感生电场线感生电场线闭合导体中的自由电荷在这种电场下闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动做定向运动产生感应电流（感应电动势）产生感应电流（感
4、应电动势）2 2、感生电动势：由感生电场、感生电动势：由感生电场（涡流电场）产生的电动势称为（涡流电场）产生的电动势称为感生电动势。感生电动势。一、感生电场和感生电动势一、感生电场和感生电动势1 1、感生电场（涡流电场）、感生电场（涡流电场） ：变化的：变化的磁场在其周围空间激发一种电场。磁场在其周围空间激发一种电场。磁场变强磁场变强B金属圆环金属圆环感生电场线感生电场线思考思考5 5：如图：当如图：当B B增大时，如何来判断感生增大时，如何来判断感生电场（涡流电场）的方向呢？电场（涡流电场）的方向呢？I3 3、感生电场的方向：、感生电场的方向：一、感生电场和感生电动势一、感生电场和感生电动势
5、磁场变强磁场变强B金属圆环金属圆环感生电场线感生电场线I3 3、感生电场的方向：、感生电场的方向：判断方法：判断方法：类似感应电流类似感应电流的判断方法的判断方法（右手定则）；（右手定则）；（注意：感生电场的电场线（注意：感生电场的电场线是闭合曲线与静电场的电场是闭合曲线与静电场的电场线不同。）线不同。）4 4、感生电动势中的非静电力：、感生电动势中的非静电力：是感生电场对自由电荷的作用力。是感生电场对自由电荷的作用力。5 5、感生电动势中的能量转化：、感生电动势中的能量转化：E其化其化E电电磁场变强磁场变强B金属圆环金属圆环感生电场线感生电场线I实际应用电子感应加速器穿过真空室内磁场的方向穿
6、过真空室内磁场的方向穿过真空室内磁场的方向穿过真空室内磁场的方向由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何感生电场的方向如何感生电场的方向如何感生电场的方向如何由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方向如何向如何向如何向如何竖直向上竖直向上逆逆时时针针顺顺时时针针向下向下原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在增大。增大。增大。增大。铁铁芯芯
7、线圈线圈电电束束子子 环形环形真空室真空室B磁场磁场电子感应加速器是利用电子感应加速器是利用感生电场感生电场使电子加速的设备。使电子加速的设备。 它的柱形电磁铁在两极间产生磁场。在磁场中它的柱形电磁铁在两极间产生磁场。在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。当磁安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。射场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。射入其中的电子就受到这感应电场的持续作用而被不入其中的电子就受到这感应电场的持续作用而被不断加速。断加速。1 1、动生电动势：指导体切割磁、动生电动势：指导体切割磁感线产生的电动势。感线产生的电动势。
8、二、洛仑兹力与动生电动势二、洛仑兹力与动生电动势+-思考思考6 6：导体棒向右运动切割磁导体棒向右运动切割磁感线时，导体棒就相当感线时，导体棒就相当于电源；哪么此时于电源；哪么此时C C、D D两端中哪端相当于电源两端中哪端相当于电源的正极？的正极？1、动生电动势是怎样产生的？、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？、什么力充当非静电力？提提提提 示示示示导体中的自由电荷受到导体中的自由电荷受到 什么力的作用？什么力的作用？导体棒的哪端电势比较高？导体棒的哪端电势比较高？F洛- -思考思考7 7：二、洛仑兹力与动生电动势二、洛仑兹力与动生电动势v回答回答1 1、动生电动势产生的机理是
9、：、动生电动势产生的机理是：自由电荷随着导线棒运动，并因自由电荷随着导线棒运动，并因此受到洛伦兹力的作用从而在导此受到洛伦兹力的作用从而在导体棒两端形成电势差。体棒两端形成电势差。回答回答2 2、洛仑兹力。、洛仑兹力。1、动生电动势是怎样产生的？、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？、什么力充当非静电力？思考思考7 7：二、洛仑兹力与动生电动势二、洛仑兹力与动生电动势F洛- -v3、达平衡状态时，、达平衡状态时，C、D两端两端间的电势差是多少？间的电势差是多少？EF电电即：即：EBLV当：当：F电电=F洛时，有：洛时，有：当：当： qE电电=qvB=qU/L U=E电电d=BvL1
10、、动生电动势是怎样产生的？、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？、什么力充当非静电力？思考思考7 7：二、洛仑兹力与动生电动势二、洛仑兹力与动生电动势F洛- -v3、达平衡状态时，、达平衡状态时，C、D两端两端间的电势差是多少？间的电势差是多少？EF电电4 4、电子从、电子从C C到到D D 的过程中，的过程中，磁场对电子的洛仑兹力做磁场对电子的洛仑兹力做了多少功？了多少功？W洛洛=0思考与讨论1导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的导体中自由电荷（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。
11、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。因为自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚两端聚集电荷越来越多，在集电荷越来越多，在CD棒间产生的电场越来越强，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。当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。3C端电势高。端电势高。4导体棒中电流是由导体棒中电流是由D指向指向C的。的。 动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势特特点点磁场不变，闭合电路的整磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化致回路中磁通量的变化闭合回路的任何部分都不闭合回路的任何部分都不动
12、，空间磁场发生变化导动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化致回路中磁通量变化原原因因由于由于S的变化引起的变化引起回路中回路中 变化变化由于由于B的变化引起的变化引起回路中回路中 变化变化非静电力就是洛仑兹力，非静电力就是洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势作用而产生电动势变化磁场在它周围空间激发变化磁场在它周围空间激发涡旋电场，非静电力就是感涡旋电场，非静电力就是感生电场力，由感生电场力对生电场力，由感生电场力对电荷作功而产生电动势电荷作功而产生电动势方方向向的的来来源源非非静静电电力力楞次定律判断楞次定律判断楞次定律或右手定则楞次定律或右手定则感生电感生电动
13、势和动势和动生电动生电动势动势感应电动势：感应电动势：感生电动势感生电动势动生电动势动生电动势课堂总结课堂总结课堂总结课堂总结1、动生电动势、动生电动势:由于导体运动而产生的由于导体运动而产生的感应电动势感应电动势2、感生电场感生电场:由变化的磁场激发的电场由变化的磁场激发的电场.3、感生电动势感生电动势:由感生电场产生的感应由感生电场产生的感应 电动势称为感生电动势电动势称为感生电动势.例例1、如图，两个相连的金属圆环，粗金属圆环的、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
14、化时，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在粗环里产生的感应电动势为E，则，则ab两点间的两点间的电势差为（电势差为（ ） AE/2 BE/3 C2E/3 DE C例例2、如图，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在、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，小球于竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将（将（ ）A、沿顺时针方向运动、沿顺时针方向运动B、沿逆时针方向运动、沿逆时针方向运动C、在原位置附近往复运动、在原位置附近往复运动D、仍然保持静止状态、仍然保持静止状态-E感感FA例例3 3、有一面积为、有一面积为S=100cmS=100cm2 2 的金属环，电阻为的金属环，电阻为R=0.1R=0.1如左图所示，环中磁场变化规律如右图如左图所示，环中磁场变化规律如右图所示，且方向垂直环向里，在所示，且方向垂直环向里，在t t1 1和和t t2 2时间内，环时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少？多少？I感感
