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4.5电磁感应现象的两类情况


选修3-2

5电磁感应现象的两类情况

磁场变化引 起的电动势

感生电动势
线圈B相当 于电源
电键闭合,改变滑动片的位置

动生电动势

AB相当于电源 导体切割磁感线

回顾电荷在外电路和内电路中的运动。

a



d c

b 化学作用就是我们 所说的非静电力

电源电动势的作用是某种

非静电力对自由电荷的作用。

一、理论探究感生电动势的产生 电流是怎样产生的? 自由电荷为什么会运动?
I I

猜想:使电荷运动的力可能是 洛伦兹力、静电力、或者是其它力 磁场变强

使电荷运动的力难道是变化 的磁场对其施加的力吗?

〔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

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

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)

感生电场与静电场的区别 静电场 E0 起源 由静止电荷激发 电场线为非闭合曲线 电 场 线 形 状 静电场为有源场 Ek 感生电场为无源场 感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线

静电场E0 电 场 的 性 质

感生电场Ek

保守场, 可引入势(能)

非保守场, 不可引入势(能)

静电场为有源场

感生电场为无源场

他们间也有共性:具有场物质形式的所有共性;均对电 荷有力的作用,且场强定义相同;在导体中,感生电场可引 起电荷的积累从而建立静电场。

? 静止的电荷激发的电场叫静电场,变化的 磁场会在周围空间激发一种电场叫做感应 电场。 ? 静电场的电场线是由 发出,到 终 止,电场线 闭合,而感应电场是一种涡 旋电场,电场线是 的。 ? 感应电场是产生 或 的原因 ,感应电场的方向也可以由 来判断。感 应电流的方向与感应电场的方向 。

实际应用

电子感应加速器 逆 时 针

竖直向上

穿过真空室内磁场的方向 由图知电子沿什么方向运动

要使电子沿此方向加速, 感生电场的方向如何
顺 时 针

由感生电场引起的磁场方 向如何 向下
原磁场在增强,即电流在 增大。

二、理论探究动生电动势的产生 思考与讨论 1、动生电动势是怎样产生的? 2、什么力充当非静电力? 提 示
-

++

F电

※导体中的自由电荷受到

什么力的作用?
※导体棒的哪端电势比较高? ※非静电力与洛伦兹力有关吗?

F洛 - -

文本呈现:
当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时,导体棒 内部的自由电子要受到洛伦兹力作用,在洛仑兹力 作用下电子沿导线向D 端定向运动,使D端和C端出 现了等量异种电荷,D为负极(低电势),C为正极 (高电势)则导体CD相当一个电源。

动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。

探讨:
※洛伦兹力做功吗?
※能量是怎样转化的呢? F2

-

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

v F洛 F1

ω

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

练习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(AC ) 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

练习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( AB ) 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

课堂总结

感生电动势 感应电动势: 动生电动势 1、感生电场:由变化的磁场激发的电场. 2、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 动势和 感生电 动势

3、动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势
.


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