感生电动势和动生电动势解析课件.ppt

《感生电动势和动生电动势解析课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、5、电磁感应现象的两类情况感生电动势和动生电动势知识回顾+++---+++++++++电路中电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用。每一个电动势都对应有一种非静电力——正是由于非静电力做功把其它形式的能转化为电能。感应电动势对应的非静电力是一种什么样的作用?问题一、感生电场与感生电动势磁场变强一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内产生了感应电动势.哪一种作用是非静电力?英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场对电荷会产生力的作用。如果此刻周围空间存在闭合导体，导体中自由电荷会在这种电场力的作用下定向移动，产生感应电

2、流，或者说产生感应电动势。变化的的磁场能在周围空间激发电场,这种电场叫感生电场,由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势.詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，英国物理学家、数学家。科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、光统一起来，是实现第二次大综合，因此应与牛顿齐名。1873年出版的《论电和磁》，也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。1、感生电场（1）定义:变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场(涡旋电场).（2）方向:就是感生电流的方向.用楞次定律和安培定则判断.（

3、3）电场线:是闭合的曲线.由感生电场产生的感应电动势。感生电动势所对应的非静电力是感生电场对自由电荷的作用.2、感生电动势感生电场是产生感生电动势的原因。感生电动势在电路中的作用就是电源,其电路就是内电路,当它与外电路连接后就会对外电路供电。3、应用实例---电子感应加速器电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。铁芯电子束环形真空管道线圈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。当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。二、洛伦兹力与动生电动势导体切割磁感线时也会产生感生电动势,该

4、电动势产生的机理是什么?导体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪些因素有关?它是如何将其它形式的能转化为电能的?【思考】1、自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。导体中自由电荷沿什么方向运动？导体CD在匀强磁场B中以速度v向右运动，并且导线CD与B、v的方向相垂直。XXXXXXXXXXXXCDv○－分析:导体中自由电荷具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向下的洛伦兹力作用，其合运动是斜向下的。fv′2、导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去?为什么?XXXXXXXXXXXXCDv○－f﹢﹢﹣﹣F电分析：自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚

5、集电荷越来越多，在CD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。可见，运动的导体就是一个电源，C为正极，相当于正电荷受到洛伦兹力的作用，从D端搬到C端，这里，洛伦兹力就相当于电源中的非静电力，根据电动势的定义，电动势等于单位正电荷从负极通过电源内部移动到正极非静电力所做的功，作用在单位正电荷上的洛伦兹力与法拉第电磁感应定律得到的结果一致.分析：导体棒中电流是由D指向C的。此时导体棒可以看作是一个电源，导体棒切割磁感线产生了动生电动势。3、导体棒的哪端电势比较高?4、如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的?C端电势高1

6、、动生电动势：由于导体的运动(切割磁感线)而产生的感应电动势叫动生电动势.2、动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的分力.特别注意：动生电动势与洛伦兹力有关，但洛伦兹力始终不做功.【例1】如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动．此时abce构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计．开始磁感强度为B0．（1）若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k，同时棒保持静止．求棒中的感应电流．在图上标出感应电流的方向；（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当t=t1末时需加的垂直于棒的水平拉力为多

7、大？（3）若t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？abefcd解析：（1）磁感强度均匀增加，每秒增量为k，得∵感应电动势∴感应电流由楞次定律可判定感应电流方向为逆时针，棒ab上的电流方向为b→a．（2）t=t1时，B=B0+kt1又∵F=BIL∴（3）∵棒中不产生感应电流∴回路中总磁通量不变∴Bl（L+vt）=B0l2，得【例2】如图所示，两根平行金属导轨的端点P、Q用电阻可忽略