第四章第五节电磁感应现象的两类情况.ppt

第五节　电磁感应现象的两类情况;学习目标 1.知道感生电动势、动生电动势的概念．知道产生感生电动势的非静电力是感生电场的作用，产生动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关． 2．会用楞次定律判断感生电场的方向，用左手定则判断洛伦兹力的方向． 3．知道电磁感应现象遵守能量守恒定律．;;提示：(1)变化的磁场在空间激发感生电场，电荷在感生电场力的作用下定向移动． (2)感生电场与感应电流方向相同，用楞次定律判定． (3)法拉第电磁感应定律．;成功发现 1．感生电场：变化的_____在周围空间激发的电场．方向用_____定律判定． 2．感生电动势 (1)定义：由感生电场产生的感应电动势． (2)大小：E＝ _____. (3)方向：用_________判定．;二、电磁感应现象中的洛伦兹力 自主探究 如图所示，导体棒CD在匀强磁场中向右匀速运动．;提示：(1)自由电荷受洛伦兹力，方向大致指向C端． (2)不会．随自由电荷的移动，在C、D两端积累了电荷， 因此自由电荷在向C端运动的过程中，既受洛伦兹力，又受电场力，当电场力与洛伦兹力相等时，自由电荷停止向C端移动． (3)C端电势高．如果用导线与用电器相连，导体棒中的电流方向为从D到C.;洛伦兹力;;2．对动生电动势的理解 (1)产生：导体切割磁感线产生的电动势是由于自由电荷受到洛伦兹力的作用而定向移动，沿导体的分力使电子沿导体向下运动，使导体下端出现过剩负电荷，导体上端出现过剩的正电荷，导体棒相当于电源．如图所示．;(2)洛伦兹力不做功，洛伦兹力的分力F1做正功，另一个分力F2做负功，可以证明做功的代数和为0，洛伦兹力只是起转化能量的作用．;3．感生电动势与动生电动势的比较;; 如图所示的是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同．现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所对应的圆面，磁感应强度的大小跟时间成正比，方向竖直向下．设小球在运动过程中电荷量不变，则(　　);A．小球受到的向心力大小不变 B．小球受到的向心力大小不断增大 C．磁场力对小球做了功 D．小球受到的磁场力大小与时间成正比 【思路点拨】　解答本题时可按以下思路分析：;【解析】　当磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一恒定的感生电场，由楞次定律知，电场方向和小球初速度方向相同，因小球带正电，电场力对小球做正功，小球速度逐渐增大，向心力也随着增大，故A错误，B正确；洛伦兹力对运动电荷不做功，故C错误；带电小球所受洛伦兹力F＝qBv，随着速率的增大而增大，同时B∝t，则F和t不成正比，故D错误．故选B. 【答案】　B;【规律总结】　解题的关键是由楞次定律判断感生电场方向和确定该电场力对小球的做功情况．;跟踪训练1下列说法中正确的是(　　) A．动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的 B．因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势与洛伦兹力无关 C．感生电场是由变化的磁场激发而产生的 D．感生电场的方向可以用楞次定律和安培定则来判定 解析：选CD.动生电动势是洛伦兹力沿导体方向的分力做功引起的，但洛伦兹力对自由电荷所做的总功仍为零，选项A、B错误；由麦克斯韦电磁理论知，C正确，感生电场的产生也是符合电磁感应原理的，D正确．故选CD.;要点二　电磁感应中的动力学问题 1．通过导体中的感应电流在磁场中将受到安培力作用，所以电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向． (2)求回路中的电流强度的大小和方向． (3)分析研究导体受力情况(包括安培力)． (4)列动力学方程或平衡方程求解．;; 如图甲所示，两根足够长的直金属导体MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．;(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图； (2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小； (3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的最大速度．;;【答案】　见解析;【方法总结】　对于电磁感应现象中，导体在安培力及其 他力共同作用下运动，最终趋于一稳定状态的问题，利用好导体达到稳定状态时的平衡方程，往往是解答该类问题的突破口．;A．如果B变大，vm将变大 B．如果α变大，vm将变大 C．如果R变