高中物理 第5節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況課件 新人教版選修32

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1、第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng) 第第5節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 欄目鏈接欄目鏈接磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)是一種將高溫的帶電流體磁流體發(fā)電機(jī)是一種將高溫的帶電流體( (等離子體或液等離子體或液態(tài)金屬態(tài)金屬) )以極高的速度噴射到磁場(chǎng)中去，利用磁場(chǎng)對(duì)帶電流以極高的速度噴射到磁場(chǎng)中去，利用磁場(chǎng)對(duì)帶電流體的作用而發(fā)電的一種裝置從能量形式看它將化學(xué)能變體的作用而發(fā)電的一種裝置從能量形式看它將化學(xué)能變成熱能，再將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能它與普通火力發(fā)電機(jī)成熱能，再將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能它與普通火力發(fā)電機(jī)的主要區(qū)別是：在磁流體發(fā)電機(jī)中，高溫高速的帶電流體的主要區(qū)別是：在磁流體發(fā)電機(jī)

2、中，高溫高速的帶電流體代替了普通火力發(fā)電機(jī)中的電樞繞組和轉(zhuǎn)動(dòng)部分磁流體代替了普通火力發(fā)電機(jī)中的電樞繞組和轉(zhuǎn)動(dòng)部分磁流體發(fā)電機(jī)的構(gòu)造如下圖所示，由燃燒室、發(fā)電通道及磁體三發(fā)電機(jī)的構(gòu)造如下圖所示，由燃燒室、發(fā)電通道及磁體三個(gè)主要部件組成，其中發(fā)電通道是磁流體發(fā)電機(jī)的核心部個(gè)主要部件組成，其中發(fā)電通道是磁流體發(fā)電機(jī)的核心部件磁流體發(fā)電機(jī)的主要特點(diǎn)是：件磁流體發(fā)電機(jī)的主要特點(diǎn)是： 欄目鏈接欄目鏈接發(fā)電效率高，環(huán)境污染少實(shí)際應(yīng)用時(shí)將它作為熱循環(huán)系發(fā)電效率高，環(huán)境污染少實(shí)際應(yīng)用時(shí)將它作為熱循環(huán)系統(tǒng)的第一級(jí)，與普通火力發(fā)電機(jī)組成聯(lián)合電站統(tǒng)的第一級(jí)，與普通火力發(fā)電機(jī)組成聯(lián)合電站 欄目鏈接欄目鏈接我們知道，常溫

3、下的氣體是絕緣體，須在我們知道，常溫下的氣體是絕緣體，須在6 000以以上才能電離，這樣的高溫是難以達(dá)到的為使氣體在較低上才能電離，這樣的高溫是難以達(dá)到的為使氣體在較低溫度下溫度下(3 000左右左右)就能電離，可在高溫燃燒的氣體中添就能電離，可在高溫燃燒的氣體中添加一定比例加一定比例(1%)的容易電離的低電離電位物質(zhì)的容易電離的低電離電位物質(zhì)(如鉀、銫如鉀、銫等堿金屬化合物等堿金屬化合物)磁流體發(fā)電機(jī)燃燒室產(chǎn)生的高溫等離磁流體發(fā)電機(jī)燃燒室產(chǎn)生的高溫等離子體經(jīng)噴管提高流速，以高溫高速進(jìn)入發(fā)電通道，切割磁子體經(jīng)噴管提高流速，以高溫高速進(jìn)入發(fā)電通道，切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)，并在電極壁的兩極上形成電

4、動(dòng)勢(shì)或感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)，并在電極壁的兩極上形成電動(dòng)勢(shì)或者說(shuō)，離子在洛倫茲力的作用下，不斷奔向兩電極，從而者說(shuō)，離子在洛倫茲力的作用下，不斷奔向兩電極，從而形成電勢(shì)差對(duì)外供電形成電勢(shì)差對(duì)外供電 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接1 1磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng)，如果此時(shí)空磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng)，如果此時(shí)空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在這種電場(chǎng)的作間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在這種電場(chǎng)的作用下做定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生了用下做定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生了_在這種情況下，所謂的非靜電力就是這在這種情況下，所謂的非靜電力就是這

5、種種_對(duì)自由電荷的作用對(duì)自由電荷的作用2 2一段導(dǎo)體在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)一段導(dǎo)體在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)_，這時(shí)的非靜電力與，這時(shí)的非靜電力與_有關(guān)有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電場(chǎng)感應(yīng)電場(chǎng)電源電源洛倫茲力洛倫茲力 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接一、感生電動(dòng)勢(shì)一、感生電動(dòng)勢(shì)1 1感應(yīng)電場(chǎng)感應(yīng)電場(chǎng)1919世紀(jì)世紀(jì)6060年代，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在他的電磁場(chǎng)年代，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在他的電磁場(chǎng)理論中指出：變化的磁場(chǎng)能在周圍空間激發(fā)電場(chǎng)，我們把理論中指出：變化的磁場(chǎng)能在周圍空間激發(fā)電場(chǎng)，我們把這種電場(chǎng)叫感應(yīng)電場(chǎng)這種電場(chǎng)叫感應(yīng)電場(chǎng)(1)(1)產(chǎn)生產(chǎn)生如下圖所

6、示，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)如下圖所示，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是與磁場(chǎng)方向垂直的曲線如果空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)線是與磁場(chǎng)方向垂直的曲線如果空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)，而產(chǎn)生感體中的自由電荷就會(huì)在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). . 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接(2)(2)方向方向閉合環(huán)形回路閉合環(huán)形回路( (可假定存在可假定存在) )的電流方向就表示感應(yīng)電的電流方向就表示感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)方向感應(yīng)電場(chǎng)是否存在僅取決于有無(wú)變化的磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向感應(yīng)電場(chǎng)是否存在僅取決于有

7、無(wú)變化的磁場(chǎng)，與是否存在導(dǎo)體及是否存在閉合回路無(wú)關(guān)，盡管如此，場(chǎng)，與是否存在導(dǎo)體及是否存在閉合回路無(wú)關(guān)，盡管如此，我們要判定感應(yīng)電場(chǎng)的方向還要依據(jù)實(shí)際存在的或假定存我們要判定感應(yīng)電場(chǎng)的方向還要依據(jù)實(shí)際存在的或假定存在的回路結(jié)合楞次定律來(lái)進(jìn)行在的回路結(jié)合楞次定律來(lái)進(jìn)行2 2感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生由感應(yīng)電場(chǎng)使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感生電動(dòng)勢(shì)感生由感應(yīng)電場(chǎng)使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)在電路中的作用就是充當(dāng)電源，電動(dòng)勢(shì)在電路中的作用就是充當(dāng)電源， 欄目鏈接欄目鏈接其電路就是內(nèi)電路，當(dāng)它與外電路連接后就會(huì)對(duì)外電路供其電路就是內(nèi)電路，當(dāng)它與外電路連接后就會(huì)對(duì)外電路供電電 變化的磁場(chǎng)在閉合

8、導(dǎo)體所在空間產(chǎn)生電場(chǎng)，導(dǎo)體內(nèi)自變化的磁場(chǎng)在閉合導(dǎo)體所在空間產(chǎn)生電場(chǎng)，導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場(chǎng)力作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生由電荷在電場(chǎng)力作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由此可見(jiàn)，感生電場(chǎng)就相當(dāng)于電源內(nèi)部的了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由此可見(jiàn)，感生電場(chǎng)就相當(dāng)于電源內(nèi)部的所謂的非靜電力，對(duì)電荷產(chǎn)生力的作用所謂的非靜電力，對(duì)電荷產(chǎn)生力的作用 欄目鏈接欄目鏈接例例1 1(2013(2013山東卷山東卷) )將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合電將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面路，并固定在水平面( (紙面紙面) )內(nèi)，回路的內(nèi)，回路的abab邊置于垂直紙面邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向里的勻

9、強(qiáng)磁場(chǎng)中回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁中回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)場(chǎng)，以向里為磁場(chǎng)，以向里為磁場(chǎng)的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖象如圖乙所示用變化的圖象如圖乙所示用F F表示表示abab邊受到的安培力，以水邊受到的安培力，以水平向右為平向右為F F的正方向，能正確反映的正方向，能正確反映F F隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖象是變化的圖象是( () ) 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接分析：當(dāng)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈中才會(huì)產(chǎn)分析：當(dāng)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而形成感應(yīng)電流；當(dāng)線圈的磁通量不變生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而形成感應(yīng)電

10、流；當(dāng)線圈的磁通量不變時(shí)，則線圈中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)時(shí)，則線圈中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生由楞次定律可知電流的方向，由左手定則判斷安培力生由楞次定律可知電流的方向，由左手定則判斷安培力的方向的方向解析：解析：分析一個(gè)周期內(nèi)的情況：在前半個(gè)周期內(nèi)，磁分析一個(gè)周期內(nèi)的情況：在前半個(gè)周期內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化度一定，由法拉的變化度一定，由法拉第電磁感應(yīng)定律得知，圓形線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)第電磁感應(yīng)定律得知，圓形線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，則感應(yīng)電流恒定不變，恒定不變，則感應(yīng)電流恒定不變， 欄目鏈接欄目鏈接aba

11、b邊在磁場(chǎng)中所受的安培力也恒定不變，由楞次定律可知，邊在磁場(chǎng)中所受的安培力也恒定不變，由楞次定律可知，圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍ㄟ^(guò)圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，通過(guò)abab的電的電流方向從流方向從b ba a，由左手定則判斷得知，由左手定則判斷得知，abab所受的安培力方向所受的安培力方向水平向左，為負(fù)值；同理可知，在后半個(gè)周期內(nèi)，安培力大水平向左，為負(fù)值；同理可知，在后半個(gè)周期內(nèi)，安培力大小恒定不變，方向水平向右故小恒定不變，方向水平向右故B B正確正確 答案：答案：B B 點(diǎn)評(píng)：本題要求學(xué)生能正確理解點(diǎn)評(píng)：本題要求學(xué)生能正確理解B Bt t圖的含義，知道圖的含

12、義，知道B B如如何變化，才能準(zhǔn)確的利用楞次定律進(jìn)行判定根據(jù)法拉第電何變化，才能準(zhǔn)確的利用楞次定律進(jìn)行判定根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化，由歐姆定律判斷感應(yīng)電磁感應(yīng)定律分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化，由歐姆定律判斷感應(yīng)電流的變化，進(jìn)而可確定安培力大小的變化流的變化，進(jìn)而可確定安培力大小的變化 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移1 1( (雙選雙選) )某空間出現(xiàn)了如下圖所示的閉合的電場(chǎng)，某空間出現(xiàn)了如下圖所示的閉合的電場(chǎng)，電場(chǎng)線為一簇閉合曲線，這可能是電場(chǎng)線為一簇閉合曲線，這可能是( () ) 欄目鏈接欄目鏈接A A沿沿ABAB方向磁場(chǎng)在迅速減弱方向磁場(chǎng)在迅速減弱B B沿沿ABAB方向磁場(chǎng)

13、在迅速增加方向磁場(chǎng)在迅速增加C C沿沿BABA方向磁場(chǎng)在迅速增加方向磁場(chǎng)在迅速增加D D沿沿BABA方向磁場(chǎng)在迅速減弱方向磁場(chǎng)在迅速減弱變變 式式遷遷 移移解析：解析：根據(jù)電磁感應(yīng)，閉合回路中的磁通量變化時(shí)，使閉合根據(jù)電磁感應(yīng)，閉合回路中的磁通量變化時(shí)，使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷根據(jù)麥克回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因?yàn)殚]合回斯韋電磁場(chǎng)理論，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因?yàn)殚]合回路中磁通量發(fā)生的改變，而變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，與是否存路中磁通量發(fā)生的改變，而變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，與是否存在閉合回路沒(méi)有關(guān)系，故空間磁場(chǎng)變

14、化產(chǎn)生的電場(chǎng)方向，仍在閉合回路沒(méi)有關(guān)系，故空間磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電場(chǎng)方向，仍豢捎美憒味豢捎美憒味膳卸希膳卸希鬧富啡品較蚣次鬧富啡品較蚣次杏杏緋緋姆較潁姆較潁紗絲芍紗絲芍A、C正確正確答案：答案：AC 欄目鏈接欄目鏈接2 2如圖如圖(a)(a)所示，橫截面積為所示，橫截面積為0.2 m0.2 m2 2的的100100匝圓形線匝圓形線圈圈A A處在變化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面，其磁感應(yīng)強(qiáng)處在變化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面，其磁感應(yīng)強(qiáng)度度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t的變化規(guī)律如圖的變化規(guī)律如圖(b)(b)所示設(shè)向里為所示設(shè)向里為B B的正方向，的正方向，線圈線圈A A上的箭頭為感應(yīng)電流上的箭頭為感應(yīng)電流I

15、 I的正方向，的正方向，R R1 14 4 ，R R2 26 6 ，C C30 F30 F，線圈內(nèi)阻不計(jì)求電容器充電時(shí)的電壓，線圈內(nèi)阻不計(jì)求電容器充電時(shí)的電壓和和2 s2 s后電容器放電的電荷量后電容器放電的電荷量變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接二、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)二、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)1 1動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)原因分析動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)原因分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，它是由于導(dǎo)體中自由電子受洛倫茲力作用而引起的它是由于導(dǎo)體中自由電子受洛倫茲力作用而引起的如下圖甲所示，一條直導(dǎo)線如下圖甲所示，一條直導(dǎo)線CDCD

16、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B B中以速度中以速度v v向右運(yùn)動(dòng)，并且導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)，并且導(dǎo)線CDCD與與B B、v v的方向垂直由于導(dǎo)體中的自的方向垂直由于導(dǎo)體中的自由電子隨導(dǎo)體一起以速度由電子隨導(dǎo)體一起以速度v v運(yùn)動(dòng)，因此每個(gè)電子受到的洛倫運(yùn)動(dòng)，因此每個(gè)電子受到的洛倫茲力為茲力為F FevBevB. . 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接F F的方向豎直向下在力的方向豎直向下在力F F的作用下，自由電子沿導(dǎo)體的作用下，自由電子沿導(dǎo)體向下運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體下端出現(xiàn)過(guò)剩的負(fù)電荷，導(dǎo)體上端出現(xiàn)向下運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體下端出現(xiàn)過(guò)剩的負(fù)電荷，導(dǎo)體上端出現(xiàn)過(guò)剩的正電荷結(jié)果使導(dǎo)體上端過(guò)剩的正電荷結(jié)果使導(dǎo)體上端D D的電勢(shì)高于

17、下端的電勢(shì)高于下端C C的電勢(shì)，的電勢(shì)，出現(xiàn)由出現(xiàn)由D D指向指向C C的靜電場(chǎng)此電場(chǎng)對(duì)電子的作用力的靜電場(chǎng)此電場(chǎng)對(duì)電子的作用力F F是向上是向上的，與洛倫茲力的方向相反隨著導(dǎo)體兩端正、負(fù)電荷的的，與洛倫茲力的方向相反隨著導(dǎo)體兩端正、負(fù)電荷的積累，場(chǎng)強(qiáng)不斷增強(qiáng)，當(dāng)作用在自由電子上的靜電力積累，場(chǎng)強(qiáng)不斷增強(qiáng)，當(dāng)作用在自由電子上的靜電力F F與與洛倫茲力洛倫茲力F F互相平衡時(shí)，互相平衡時(shí)，DCDC兩端便產(chǎn)生了一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)兩端便產(chǎn)生了一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差如果用另外的導(dǎo)線把差如果用另外的導(dǎo)線把CDCD兩端連接起來(lái)，由于兩端連接起來(lái)，由于D D端電勢(shì)比端電勢(shì)比C C端高，自由電子在靜電力的作用下將在導(dǎo)線

18、框中沿順時(shí)針端高，自由電子在靜電力的作用下將在導(dǎo)線框中沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，方向流動(dòng)， 欄目鏈接欄目鏈接形成逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流如圖乙所示電荷的流動(dòng)使形成逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流如圖乙所示電荷的流動(dòng)使CDCD兩端積累的電荷減少，洛倫茲力又不斷地使電子從兩端積累的電荷減少，洛倫茲力又不斷地使電子從D D端運(yùn)端運(yùn)動(dòng)到動(dòng)到C C端，從而在端，從而在CDCD兩端維持一個(gè)穩(wěn)定的電動(dòng)勢(shì)兩端維持一個(gè)穩(wěn)定的電動(dòng)勢(shì) 可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體CD就是一個(gè)電源，就是一個(gè)電源，D端為正極，端為正極，C端為負(fù)極，自由電子受洛倫茲力的作用，從端為負(fù)極，自由電子受洛倫茲力的作用，從D端被搬運(yùn)到端被搬運(yùn)到C端；也可以看作是正

19、電荷受洛倫茲力的作用從端；也可以看作是正電荷受洛倫茲力的作用從C端搬運(yùn)端搬運(yùn)到到D端這里，洛倫茲力就相當(dāng)于電源中的非靜電力根端這里，洛倫茲力就相當(dāng)于電源中的非靜電力根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義，電動(dòng)勢(shì)等于單位正電荷從負(fù)極通過(guò)電源據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義，電動(dòng)勢(shì)等于單位正電荷從負(fù)極通過(guò)電源內(nèi)部移動(dòng)到正極非靜電力所做的功作用在單位正電荷上內(nèi)部移動(dòng)到正極非靜電力所做的功作用在單位正電荷上的洛倫茲力的洛倫茲力 欄目鏈接欄目鏈接于是，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)就是：于是，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)就是：E EFlFlBlvBlv. .上式與法拉第電磁感應(yīng)定律得到的結(jié)果一致上式與法拉第電磁感應(yīng)定律得到的結(jié)果一致2 2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感

20、生電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別(1)(1)相當(dāng)于電源的部分不同相當(dāng)于電源的部分不同由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)部分的導(dǎo)體相當(dāng)由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)部分的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，而由于磁場(chǎng)變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，磁場(chǎng)穿過(guò)的線于電源，而由于磁場(chǎng)變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，磁場(chǎng)穿過(guò)的線圈部分相當(dāng)于電源圈部分相當(dāng)于電源(2)(2)的含義不同的含義不同 欄目鏈接欄目鏈接導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，是由于導(dǎo)體線框本身的是由于導(dǎo)體線框本身的面積發(fā)生變化而產(chǎn)生的，所以面積發(fā)生變化而產(chǎn)生的，所以B BS S. .而感生電動(dòng)勢(shì)，而感生電動(dòng)勢(shì)，是由于是由于B B引起的，所以引起的，所以B BS S. .例例2 2 如

21、圖所示，如圖所示，ABAB、CDCD是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng) L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，在導(dǎo)軌的，在導(dǎo)軌的 ACAC端連接一個(gè)阻值為端連接一個(gè)阻值為 R R的的電阻，一根質(zhì)量為電阻，一根質(zhì)量為m m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒abab，從靜止，從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，求此過(guò)程中開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，求此過(guò)程中abab棒的最大速度棒的最大速度

22、欄目鏈接欄目鏈接已知已知abab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)軌和金屬棒的電，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計(jì)阻都不計(jì) 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：abab沿導(dǎo)軌下滑過(guò)程中受四個(gè)力作用，即重力沿導(dǎo)軌下滑過(guò)程中受四個(gè)力作用，即重力mgmg、支持力支持力F FN N 、摩擦力、摩擦力F Ff f、安培力、安培力F F安安，如圖所示，如圖所示，abab由靜止開(kāi)由靜止開(kāi)始下滑后，將是始下滑后，將是 v vE EI IF F安安a a(為增大符為增大符號(hào)號(hào)) )，所以這是個(gè)變加速過(guò)程，當(dāng)加速度減到，所以這是個(gè)變加速過(guò)程，當(dāng)加速度減到a a0 0時(shí)，其速時(shí)，其速度即增到最大度即增到最大v vv

23、vm m，此時(shí)必將處于平衡狀態(tài)，以后將以，此時(shí)必將處于平衡狀態(tài)，以后將以v vm m勻速下滑勻速下滑abab下滑時(shí)因切割磁感線，要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)電下滑時(shí)因切割磁感線，要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律：磁感應(yīng)定律： E EBLvBLv 閉合電路閉合電路AC ba中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)閉合電路歐姆中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)閉合電路歐姆定律：定律： 欄目鏈接欄目鏈接根據(jù)右手定則可判定感應(yīng)電流方向?yàn)楦鶕?jù)右手定則可判定感應(yīng)電流方向?yàn)閍ACba，再根據(jù)，再根據(jù)左手定則判斷它受的安培力左手定則判斷它受的安培力 F安安方向如圖所示，其大小為：方向如圖所示，其大小為：F安安BIL 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接

24、欄目鏈接注意：注意：(1)(1)這類問(wèn)題覆蓋面廣，題型也多種多樣；但這類問(wèn)題覆蓋面廣，題型也多種多樣；但解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來(lái)尋找過(guò)程解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來(lái)尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，基本思路是：等，基本思路是：(2)在分析運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的受力時(shí)，常畫(huà)出平面示意圖和在分析運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的受力時(shí)，常畫(huà)出平面示意圖和物體受力圖物體受力圖 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移3 3如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MNMN、PQPQ平平行放置在傾角為行放置

25、在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) L，M M、P P兩點(diǎn)間接有阻值為兩點(diǎn)間接有阻值為R R的電阻一根質(zhì)量為的電阻一根質(zhì)量為m m的均勻直金屬桿的均勻直金屬桿abab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下導(dǎo)軌和金的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略讓屬桿的電阻可忽略讓abab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，導(dǎo)軌桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦 欄目鏈接欄目鏈接(1)(1)由由b b向向

26、a a方向看到的裝置如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)方向看到的裝置如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出出abab桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖；桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖；(2)(2)在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)abab桿的速度大小為桿的速度大小為v v時(shí)，求此時(shí)，求此時(shí)時(shí)abab桿中的電流及其加速度的大??；桿中的電流及其加速度的大?。蛔冏?式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接(3)(3)求在下滑過(guò)程中，求在下滑過(guò)程中，abab桿可以達(dá)到的最大速度桿可以達(dá)到的最大速度變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接三、電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題三、電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)現(xiàn)

27、象中總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒，當(dāng)外電磁感應(yīng)現(xiàn)象中總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒，當(dāng)外力克服安培力做多少功時(shí)，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電力克服安培力做多少功時(shí)，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；當(dāng)安培力做多少正功時(shí)，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式能；當(dāng)安培力做多少正功時(shí)，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能例如，將條形磁鐵插入或拔出閉合的螺線管的相對(duì)運(yùn)的能例如，將條形磁鐵插入或拔出閉合的螺線管的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)，( (阻礙不等于阻止，相對(duì)運(yùn)動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行阻礙不等于阻止，相對(duì)運(yùn)動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行) )在整個(gè)過(guò)程中外在整個(gè)過(guò)程中外力克服磁場(chǎng)力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能力克服磁場(chǎng)力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能再如導(dǎo)體切割磁

28、感線產(chǎn)生感應(yīng)電流會(huì)受到安培力的作再如導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流會(huì)受到安培力的作用，安培力的方向與推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的外力方向是相反的，推用，安培力的方向與推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的外力方向是相反的，推動(dòng)力克服安培力做功，以電流的形式使導(dǎo)線及環(huán)境的溫度升動(dòng)力克服安培力做功，以電流的形式使導(dǎo)線及環(huán)境的溫度升高高 欄目鏈接欄目鏈接例例3 如下圖所示，水平放置的平行軌道如下圖所示，水平放置的平行軌道M、N間接一間接一阻值為阻值為R0.128 的電阻，軌道寬為的電阻，軌道寬為L(zhǎng)0.8 m軌道上搭軌道上搭一金屬棒一金屬棒ab，其質(zhì)量，其質(zhì)量m0.4 kg，ab與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為為0.5，除，除R外其余電

29、阻不計(jì)垂直于軌道面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁外其余電阻不計(jì)垂直于軌道面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)強(qiáng)度為B2 T，ab在一電動(dòng)機(jī)牽引下由靜止開(kāi)始運(yùn)在一電動(dòng)機(jī)牽引下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2 s，ab運(yùn)動(dòng)了運(yùn)動(dòng)了1.2 m并達(dá)到最大速度此過(guò)程中并達(dá)到最大速度此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)平均輸出功率為電動(dòng)機(jī)平均輸出功率為8 W，最大輸出功率為，最大輸出功率為14.4 W求求該過(guò)程中電阻該過(guò)程中電阻R上消耗的電能上消耗的電能(取取g10 m/s2) 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移4 4如圖所示位于豎直平面的正方形平面導(dǎo)線框如圖所示位于豎直平面的正方形平面導(dǎo)線框abcdabcd，邊長(zhǎng)為

30、邊長(zhǎng)為L(zhǎng) L10 cm10 cm，線框質(zhì)量為，線框質(zhì)量為m m0.1 kg0.1 kg，電阻為，電阻為R R0.5 0.5 ，其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域上、下兩邊界間的，其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域上、下兩邊界間的距離為距離為H H( ( H H L L) )，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B5 T5 T，方向與線，方向與線框平面垂直今線框從距磁場(chǎng)上邊界框平面垂直今線框從距磁場(chǎng)上邊界h h30 cm30 cm處自由下落，處自由下落，已知線框的已知線框的dcdc邊進(jìn)入磁場(chǎng)后，邊進(jìn)入磁場(chǎng)后，abab 邊到達(dá)上邊界之前的某一邊到達(dá)上邊界之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值，問(wèn)從線框開(kāi)始時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值，問(wèn)從線框開(kāi)始下落到下落到dcdc邊剛剛到達(dá)磁場(chǎng)下邊界的過(guò)程中，磁場(chǎng)作用于線邊剛剛到達(dá)磁場(chǎng)下邊界的過(guò)程中，磁場(chǎng)作用于線框的安培力做的總功是多少？框的安培力做的總功是多少？( (g g10 m/s10 m/s2 2) ) 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接變變 式式遷遷 移移 欄目鏈接欄目鏈接