4.5-电磁感应现象的两类情况.ppt

1.某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系描述正确的是(　 　) A．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向 B．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向 C．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向 D．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向 第九页，共37页。 解析：选AD.感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定：原磁场向上且磁感应强度在增大，在周围有闭合导线的情况下，感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向下，再由右手螺旋定则(dìnɡ zé)得到感应电流的方向是：从上向下看应为顺时针方向，则感生电场的方向从上向下看也为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向．选项AD正确． 第十页，共37页。 穿过真空室内磁场(cíchǎng)的方向 由图知电子沿什么方向(fāngxiàng)运动 要使电子沿此方向加速(jiā sù)，感生电场的方向如何? 由感生电场判断感应磁场方向如何? 竖直向上 逆时针 顺时针 竖直向下 原磁场在增强，即电流在增大 俯视图 I 实际应用：电子加速器 第十一页，共37页。 (1)自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。导体中自由电荷的合运动在空间(kōngjiān)大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。 B V f Vy + - (2)导体棒一直运动下去，自由电荷是否(shì fǒu)总会沿着导体棒一直运动下去? F电 C D (3)导体(dǎotǐ)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? (5)如果移去C、D两端连接的用电器，导体棒中还有电流吗?还有电动势吗? V合 一.电磁感应现象中的洛伦兹力 第十二页，共37页。 B V f Vy + ▄ F C D 动生电动势的非静电力： 与洛伦兹力有关(yǒuguān) 右手定则 V合 一.电磁感应(diàncí-gǎnyìng)现象中的洛伦兹力: 动生电动势 第十三页，共37页。 B V f Vy + - F C D f2 V合 F安 F外 沿杆方向的洛伦兹力做功吗?与我们在《磁场》学习时得到的结论(jiélùn)：“洛伦兹力永不做功！”矛盾吗？ f合 导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要外力(wàilì)推动吗？ 能量是怎样(zěnyàng)转化的呢？ 其它形式的能 F外做正功 导体棒的动能 F安做负功 电 能 电流做功 内能…… f做正功 一.电磁感应现象中的洛伦兹力: 动生电动势 第十四页，共37页。 B V f Vy + - F C D f2 F安 F外 能量是怎样(zěnyàng)转化的呢？ 其它形式的能 F外做正功 导体棒的动能 F安做负功 电 能 电流做功 内能…… 洛伦兹力不做功，不提供(tígōng)能量，只是起传递能量的作用。 洛伦兹力的沿杆分力(fēnlì)f：扮演了非静电力，其做了多少正功，就转化出了多少电能。 洛伦兹力的垂直杆分力f2：宏观表现为安培力，通过计算克服安培力做了多少功，也可知道产生了多少电能。 一.电磁感应现象中的洛伦兹力: 动生电动势 第十五页，共37页。 2．下列说法中正确的是(　 　) A．动生电动势是洛伦兹力的一个分力对导体中自由电荷做功(zuògōng)而引起的 B．因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功(zuògōng)，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的 C．动生电动势的方向可以由右手定则来判定 D．导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反 第十六页，共37页。 解析：选AC.洛伦兹力的一个分力对导体中自由电荷做功是产生动生电动势的本质，A、C正确，B错误；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等、方向相反，做变速运动(biànsùyùndòng)时不成立，故D错误． 第十七页，共37页。 类型一 感应电场方向的判断 例1 如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然(tūrán)加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场．设运动过程中小球带电荷量不变，那么(　　) A．小球对玻璃圆环的压力一定(yīdìng)不断增大 B．小球所受的磁场力一定(yīdìng)不断增大 C．小球先沿逆