高中物理 第4章 電磁感應(yīng) 5 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況課件 新人教版選修3-2

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1、5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 學(xué) 基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué) 1感生電場(1)定義：變化的_在周圍空間激發(fā)的電場(2)特點(diǎn)：方向：感生電場線與磁場方向_大小：與磁感應(yīng)強(qiáng)度的_有關(guān)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場磁場垂直變化率 2感生電動(dòng)勢(1)定義磁場變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢是由_產(chǎn)生的，它也叫感生電動(dòng)勢(2)成因感生電場作用 3感生電場的方向磁場變化時(shí)，垂直磁場的閉合環(huán)形回路(可假定存在)中感應(yīng)電流的方向就表示感生電場的方向 1成因：導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中的自由電荷隨棒一起定向運(yùn)動(dòng)，并因此受到洛倫茲力2動(dòng)生電動(dòng)勢：由于_而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢3動(dòng)生電動(dòng)勢中的非靜電力：與_有關(guān)二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)洛倫

2、茲力 講 要點(diǎn)例析 1兩者產(chǎn)生機(jī)理的理解(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化產(chǎn)生的電動(dòng)勢是由變化的磁場產(chǎn)生感生電場，線圈中的自由電荷受到電場力作用定向移動(dòng)形成的感生電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的感生電場的產(chǎn)生跟空間中是否存在閉合電路無關(guān)感生電場的方向根據(jù)閉合電路(或假想的閉合電路)中感應(yīng)電流的方向確定感生電動(dòng)勢與動(dòng)生電動(dòng)勢 2感生電動(dòng)勢與動(dòng)生電動(dòng)勢的比較 某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合的電場線，這可能是()A沿AB方向的磁場迅速減弱B沿AB方向的磁場迅速增強(qiáng)C沿BA方向的磁場迅速增強(qiáng)D沿BA方向的磁場迅速減弱 思路點(diǎn)撥：解答本題時(shí)應(yīng)按以下思路分析：解析：假設(shè)存在圓形閉合回路，回路中應(yīng)產(chǎn)生與電場同向的感應(yīng)電

3、流，由安培定則，感應(yīng)電流的磁場向下，所以根據(jù)楞次定律，引起感應(yīng)電流的應(yīng)是方向向下的磁場迅速減弱或方向向上的磁場迅速增強(qiáng)，故A、C正確答案：AC 磁場變化產(chǎn)生感生電場時(shí)，若已知感生電場的方向判斷磁場變化情況，通常有兩種情況，一種情況下磁場在增強(qiáng)，另一種情況下，磁場在減弱注意不要漏解 1力電綜合問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流與電路相關(guān)，導(dǎo)體因電流又受到安培力，所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象，往往和力、電問題聯(lián)系在一起在力電綜合問題中E、F安、v三個(gè)物理量起著重要的聯(lián)系作用如圖所示 電磁感應(yīng)中的力電綜合問題 2導(dǎo)體處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的力電綜合問題的分析(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和

4、方向(2)由閉合電路歐姆定律確定回路中電流(3)分析導(dǎo)體受力情況(4)由力的平衡條件列方程求解 1題型特點(diǎn)：電磁感應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功的形式實(shí)現(xiàn)的，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程 電磁感應(yīng)中的能量問題 2能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法(1)能量轉(zhuǎn)化(2)求解焦耳熱Q的幾種方法 兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)，斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上質(zhì)量為m，電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿斜面且與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上

5、升，且上升高度為h，如圖所示，在此過程中 () A作用在金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功為零B作用在金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于m gh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和C恒力F與安培力的合力所做的功為零D恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 解析：在金屬棒勻速上滑過程中，棒的受力情況如圖所示答案：AD 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的問題中，外力克服安培力做功，就有其他形式的能量(如機(jī)械能)轉(zhuǎn)化為電能，而電能又通過電路全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(焦耳熱)，對這樣的情形有如下的關(guān)系：W外W克安E內(nèi)Q. (2)導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否也會(huì)沿著導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去？為什么？(3)導(dǎo)體棒的哪端電勢比較高？(4)

6、如果用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場外的一個(gè)用電器上，導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向的？ 【點(diǎn)撥】(1)若導(dǎo)體棒中的自由電荷是正電荷，它在隨棒運(yùn)動(dòng)中將受洛倫茲力，由左手定則可判斷，自由電荷將受到DC方向的力，所以自由電荷一方面向右運(yùn)動(dòng)，一方面沿導(dǎo)體棒向上運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)大致沿右上方(2)不會(huì)，因?yàn)檎姾上駽運(yùn)動(dòng)，D端將出現(xiàn)過剩負(fù)電荷，C端出現(xiàn)過剩正電荷，結(jié)果導(dǎo)體棒下端的電勢低于上端的電勢，形成由上端C指向下端D的靜電場靜電場對正電荷的力向下，當(dāng)作用到自由電荷上的靜電力與洛倫茲力沿導(dǎo)體棒方向的分力互相平衡時(shí)，自由電荷不再沿導(dǎo)體棒定向移動(dòng) (3)C端電勢高(4)若用導(dǎo)線把C、D兩端連到用電器上，CD相當(dāng)于電源，

7、電源內(nèi)部，電流由低電勢流向高電勢，所以電流方向是DC. 2電磁感應(yīng)中的圖象問題1題型特點(diǎn)：一般可把圖象問題分為三類(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正解的圖象；(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量；(3)根據(jù)圖象定量計(jì)算2電磁感應(yīng)的圖象：主要包括Bt圖象、t圖象、Et圖象和It圖象，還可能涉及感應(yīng)電動(dòng)勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖象，即Ex圖象和Ix圖象 如圖甲所示，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖所示當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t做如圖乙所示的變化時(shí)，圖中能正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢E變化的是() 答案：A 答

8、案：B 練 隨堂演練 1在空間某處存在一變化的磁場，則下列說法中正確的是()A在磁場中放一閉合線圈，線圈中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B在磁場中放一閉合線圈，線圈中不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流C在磁場中不放閉合線圈，在變化的磁場周圍一定不會(huì)產(chǎn)生電場D在磁場中不放閉合線圈，在變化的磁場周圍一定會(huì)產(chǎn)生電場 解析：由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，只有閉合線圈中磁通量發(fā)生改變，才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果閉合線圈平面與磁場方向平行，則線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤，B正確；由麥克斯韋電磁場理論可知，感生電場的產(chǎn)生與變化的磁場周圍有無閉合線圈無關(guān)，故C錯(cuò)誤，D正確故正確答案為B、D.答案：BD 2在如圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是()解析：均勻變化的磁場會(huì)產(chǎn)生恒定的感生電場，由Bt圖象可以看出只有C中的磁場是均勻變化的答案：C 答案：ACD 解析：閉合銅環(huán)在下落過程中穿過銅環(huán)的磁場方向始終向上，磁通量先增加后減少，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向要發(fā)生變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤；因穿過閉合銅環(huán)的磁通量的變化率不是均勻變化，所以感應(yīng)電流隨x的變化關(guān)系不可能是線性關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅環(huán)由靜止開始下落，速度較小，所以穿過銅環(huán)的磁通量的變化率較小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值較小，過O點(diǎn)后，銅環(huán)的速度增大，磁通量的變化率較大，所以感應(yīng)電流的反向最大值大于正向最大值，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤答案：B 答案：4 m/s 謝謝觀看！