1、两类情况 电磁感应现象的两类情况 第4章 第5节 电磁感应 高二年级 选修3-2 仔细观察图片， 想一想电流是如何产生的？ 课堂引入 你能根据能量守恒定律来 解释发电机发电的过程吗？ 结合上一节的知识， 想一想还有没有其他的产生感应电流的方式？ 课堂引入 哪些办法可以使电路中产生感应电动势？ 课堂练习 导体切割磁感线 B A (1) S 不变，B 变化(2) B 不变，S 变 化 开关闭合，改变滑动片的位置 B A 线圈 B 相当于 电源 导体棒 AB 相 当于电源 + + +- - - + + + + + + + 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他形式的能转化为电能
2、 干电池：化学作用 非静电力 一个闭合电路静止于磁场中一个闭合电路静止于磁场中, , 由于磁场强弱的变化由于磁场强弱的变化, ,闭合电路内产生了感应电动闭合电路内产生了感应电动 势。势。 这种情况下这种情况下, ,哪一种作用扮演了非静电力的角色哪一种作用扮演了非静电力的角色? ? 一、理论探究感生电动势的产生 磁场变强 电流是怎样产生的？ 自由电荷为什么会运动？ 使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的吗？ 猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹 力、静电力或者是其他力。 麦克斯韦认为 磁场变化时会在周围空间激发一种电场 感生电场 闭合导体中的自由电荷在这种电场中做定 向运动 产生感应电流（感生电动
3、势） 感生电场的方向判定跟感应电流方 向的判定方法相同，用安培定则。 感生电动势的非静电力是感生电场 对自由电荷的作用力。 哪些办法可以使电路中产生感应电动势？ 【探究归纳】 (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)。 (3) 电场线:是闭合的曲线。 1.感生电场 (2)方向:就是感生电流的方向。 2.感生电动势： （1）定义：由感生电场产生的感应电动势。 （2）感生电动势： 感生电场对自由电荷的作用 非静电力 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。 3.应用实例 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
4、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。 3.应用实例 【典例1】：现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就 是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下 为两个电磁铁，磁极间有一个环形真空室，电子在真空中做圆周运 动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子 加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，从上往下看，电子沿 逆时针方向运动，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流 的大小应该怎样变化才能使电子加速？ 【探究归纳】 由电磁铁中的电流方向，根据
5、安培定则可以确定电磁铁的磁场方向， 电子加速的原因是受到沿速度方向的电场力作用，由于电子带负电， 电场方向与电子受力方向相反。 【解题关键】 解析 穿过真空室内磁场的方向 由题知电子沿什么方向运动 要使电子沿此方向加速， 感生电场的方向如何 由感生电场引起的磁场 方向如何 竖直向上 逆 时 针 顺 时 针 原磁场在增强， 即电流在增大. 向 下 【典例2】(多选)如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的 变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是() 3.应用实例 AC A.磁场变化时，会在空间激发一个电场 B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C.使电荷定向移动形成电流
6、的力是电场力 D.以上说法都不对 二、理论探究动生电动势的产生 导体切割磁感线 动生电动势 AB相当 于电源 1.动生电动势是怎样产生的？ 2.什么力充当非静电力？ 理论分析 v _ _ _ f f f 导体两端产生电势差 动生电动势 动生电动势是导体 中的自由电荷在磁 场中受到洛仑兹力 作用的结果。 v _ _ _ + + + f C D 洛伦兹力做功吗？洛伦兹力不做功，是电场力做功，起到了能量转化的作用。 【拓展思考】 【典例3 】光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速运动的速度为v，MN长为L,不计其他电阻,求： （1）导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向. （2）导体MN受到的外力的大小和方向。 v L M N R 解析:(1)由题意知： E=BLv F=BIL 得： 由左手定则知 F方向向左 (2)由导体棒做匀速运动，故受到的外力大小等于F, 方向向右. 动生 电动 势和 感生 电动 势 1.动生电动势:感应电动势由于导体运动而产生。 2.感生电场:由变化的磁场激发的电场。 3.感生电动势:由感生电场产生的感应电动势。 感应电动势 感生电动势 动生电动势 课堂小结
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