（通用版）2018-2019版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.5 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況課件 新人教版選修3-2.ppt

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1、5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況,第四章電磁感應(yīng),學習目標 1.知道感生電動勢產(chǎn)生的原因，會判斷感生電動勢的方向，并會計算它的大小. 2.了解動生電動勢產(chǎn)生的原因，會判斷動生電動勢的方向，并會計算它的大小. 3.知道公式En 與EBlv的區(qū)別和聯(lián)系.,內(nèi)容索引,,自主預習 預習新知 夯實基礎(chǔ),重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關(guān),自主預習,一、感生電場的產(chǎn)生 麥克斯韋在他的電磁理論中指出： 的磁場能在周圍空間激發(fā) ，這種電場叫感生電場. 二、感生電動勢的產(chǎn)生 1.由 產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢. 2.感生電動勢大小：E 3.方向判斷：由 和 判

2、定.,變化,感生電場,電場,右手螺旋定則,.,楞次定律,三、動生電動勢的產(chǎn)生 1.由于 產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢. 2.動生電動勢大小： (B的方向與v的方向垂直). 3.方向判斷： 定則.,導體運動,右手,EBlv,答案,即學即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)感生電場線是閉合的.() (2)只要磁場變化，即使沒有電路，在空間也將產(chǎn)生感生電場.() (3)處于變化磁場中的導體，其內(nèi)部自由電荷定向移動，是由于受到感生電場的作用.(),,,,答案,2.研究表明，地球磁場對鴿子識別方向起著重要作用.在北半球若某處地磁場磁感應(yīng)強度的豎直分量約為5105 T.鴿子以20 m/s

3、的速度水平滑翔，鴿子兩翅展開可達30 cm左右，則可估算出兩翅之間產(chǎn)生的動生電動勢約為__________V，______(填“左”或“右”)側(cè)電勢高.,左,3104,重點探究,導學探究如圖1所示，B增強，那么就會在空間激發(fā)一個感生電場E.如果E處空間存在閉合導體，導體中的自由電荷就會在電場力的作用下定向移動，而產(chǎn)生感應(yīng)電流. (1)感生電場的方向與感應(yīng)電流的方向有什么關(guān)系？ 如何判斷感生電場的方向？,一、電磁感應(yīng)中的感生電場和感生電動勢,圖1,答案感應(yīng)電流的方向與正電荷定向移動的方向相同. 感生電場的方向與正電荷受力的方向相同，因此，感生電場的方向與感應(yīng)電流的方向相同，感生電場的方向可以用楞

4、次定律來判定.,答案,(2)上述情況下，哪種作用扮演了非靜電力的角色？,答案,答案感生電場對自由電荷的作用.,知識深化 1.變化的磁場周圍產(chǎn)生感生電場，與閉合電路是否存在無關(guān).如果在變化的磁場中放一個閉合電路，自由電荷在感生電場的作用下發(fā)生定向移動. 2.感生電場可用電場線形象描述.感生電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的，而靜電場的電場線不閉合.,例1(多選)某空間出現(xiàn)了如圖2所示的一組閉合的電場線，這可能是 A.沿AB方向的磁場在迅速減弱 B.沿AB方向的磁場在迅速增強 C.沿BA方向的磁場在迅速增強 D.沿BA方向的磁場在迅速減弱,答案,圖2,,,閉合回路(可假定其存在)的感應(yīng)電流方向就表

5、示感生電場的方向.判斷思路如下：,導學探究如圖3所示，導體棒CD在勻強磁場中運動. (1)自由電荷會隨著導體棒運動，并因此受到洛倫茲力. 導體棒中的自由電荷受到的洛倫茲力方向如何？(為了 方便，可以認為導體中的自由電荷是正電荷).,二、電磁感應(yīng)中的動生電場和動生電動勢,圖3,答案,答案導體棒中自由電荷(正電荷)具有水平方向的速度，由左手定則可判斷自由電荷受到沿棒向上的洛倫茲力作用.,(2)若導體棒一直運動下去，自由電荷是否總會沿著導體棒一直運動下去？為什么？,答案,答案自由電荷不會一直運動下去.因為C、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，當電場力等于洛倫茲力時，自由電荷不再定

6、向運動.,(3)導體棒哪端電勢比較高？如果用導線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上，導體棒中電流是沿什么方向的？,答案C端電勢較高，導體棒中電流是由D到C的.,例2如圖4所示，邊長為L的正方形線圈與足夠大的勻強磁場垂直，磁感應(yīng)強度為B.當線圈按圖示方向以速度v垂直B運動時，下列判斷正確的是 A.線圈中無電流，abcd B.線圈中無電流，abdc C.線圈中有電流，abcd D.線圈中有電流，abdc,圖4,,解析線圈在運動過程中，穿過線圈的磁通量不變，所以在線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D錯誤； 導線兩端有電勢差，根據(jù)右手定則，可知A錯誤，B正確.,解析,答案,三、En 和EBlv的比較應(yīng)用

7、,例3如圖5所示，導軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導體AB可在導軌上無摩擦滑動，ABON，若AB以5 m/s的速度從O點開始沿導軌勻速右滑，導體與導軌都足夠長，磁場的磁感應(yīng)強度為0.2 T.問： (1)3 s末夾在導軌間的導體長度是多少？此時導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？,圖5,解析,答案,解析夾在導軌間的部分導體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢才是電路中的感應(yīng)電動勢. 3 s末，夾在導軌間導體的長度為：,(2)3 s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過程中的平均感應(yīng)電動勢為多少？,解析,答案,解析3 s內(nèi)回路中磁通量的變化量,3 s內(nèi)電路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為：,四、導體棒轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算,

8、例4長為l的金屬棒ab以a點為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖6所示，磁感應(yīng)強度為B.求： (1)ab棒的平均速率；,圖6,解析,答案,(2)金屬棒ab兩端的電勢差；,解析,答案,(3)經(jīng)時間t金屬棒ab所掃過面積中通過的磁通量為多少？此過程中平均感應(yīng)電動勢多大？,解析,答案,解析經(jīng)時間t金屬棒ab所掃過的扇形面積,由法拉第電磁感應(yīng)定律得：,導體轉(zhuǎn)動切割磁感線 當導體棒在垂直于磁場的平面內(nèi)，其一端固定，以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E ，如圖7所示.,圖7,若圓盤在磁場中以角速度繞圓心勻速轉(zhuǎn)動時，如圖8所示，相當于無數(shù)根“輻條”轉(zhuǎn)動切割，它們之間相當于電源的并聯(lián)結(jié)

9、構(gòu)，圓盤上的感應(yīng)電動勢為,圖8,達標檢測,1.(感生電場和感生電動勢)如圖9所示，在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在槽內(nèi)沿順時針方向做勻速圓周運動，現(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強磁場，則 A.小球速度變大 B.小球速度變小 C.小球速度不變 D.小球速度可能變大也可能變小,答案,,1,2,3,4,圖9,解析,解析磁場的變化使空間內(nèi)產(chǎn)生感生電場，但沒有說明磁場是變大還是變小，所以產(chǎn)生的感生電場的方向可能與小球運動方向相同也可能相反，D項正確.,1,2,3,4,2.(感生電場和感生電動勢)如圖10甲所示線圈總電阻r0.5 ，匝數(shù)n10，其端點a、b與R1

10、.5 的電阻相連，線圈內(nèi)磁通量變化規(guī)律如圖乙所示.關(guān)于a、b兩點電勢a、b及兩點電勢差Uab，正確的是 A.ab，Uab1.5 V B.ab，Uab0.5 V,,答案,圖10,1,2,3,4,解析,解析從題圖乙可知，線圈內(nèi)的磁通量是增大的，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場跟原磁場方向相反，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向為垂直紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則可知，線圈中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向. 在回路中，線圈相當于電源，由于電流的方向是逆時針方向，所以a相當于電源的正極，b相當于電源的負極，所以a點的電勢大于b點的電勢.,1,2,3,4,1,2,3,4,a、b兩點的電勢差相當于電路中的路端電壓， 所以U

11、abIR1.5 V，故A正確.,3.(轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的動生電動勢)如圖11所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向平行于ab邊向上.當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為a、b、c.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是 A.ac，金屬框中無電流 B.bc，金屬框中電流方向沿abca C.Ubc Bl2，金屬框中無電流 D.Uac Bl2，金屬框中電流方向沿acba,答案,圖11,解析,1,2,3,4,,解析金屬框abc平面與磁場方向平行，轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項B、D錯誤； 轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，

12、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則判斷a