上 传  者 : lijingbei
单      位 : 胶南二中
上传时间 : 2013-09-14 09:44:03
4.5 电磁感应现象的两类情况.ppt(1.68MB)
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0 0 类别 : 课件
电磁感应现象 的两类情况 【复习回顾】 1、什么是电源?什么是电动势 ? 思考:穿过闭合回路磁通量发生了变 化,回路中产生感应电动势。产生感 应电动势那部分导体相当于电源,哪 一种作用扮演了非静电力的角色呢? 2、楞次定律 【演示实验】 一 .电磁感应现象中的感生电场 思考:变化的磁场在闭合电路中产生了感 应电动势 . 哪一种作用扮演了非静电力的 角色 ? 分析:英国物理学家麦克斯韦认为,磁场 的变化时会在空间激发一种电场。如果此 刻空间存在闭合导体 , 导体中自由电荷就 会在这种电场的作用下做定向移动 , 产生 感应电流 , 或者说导体中产生感应电动势 . 变化的磁场在周围空间激发的电场 , 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 .感生电动势的非静电力就是感 生电场对自由电荷的作用. 感生电场与静电场的区别 静电场 E0 感生电场 Ek起 源 由静止电荷激发 由变化的磁场激发 电 场 线 形 状 电场线为非闭合曲 线 电场线为闭合曲线 Ek 静电场为有源场 感生电场为无源 场 静电场E0 感生电场Ek 电 场 的 性 质 为保守场 , 可引入势 (能 ) 为非保守场 , 不可引入势 (能 ) 静电场为有源场 感生电场为无源场   他们间也有共性:具有场物质形式的 所有共性;均对电荷有力的作用,且场强 定义相同;在导体中,感生电场可引起电 荷的积累从而建立静电场。 感生电场是产生感应电流或 感应电动势的原因 ,感生电 场的方向同样可由楞次定律 判断 . 铁 芯 线圈 电 束子 环形 真空室 B磁场 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设 备。 练习 • 1.如图所示,一个带正电的粒子在垂 直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当 磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能 将如何变化? 练习 • 2.如图所示,竖直放置的螺线管与导 线 abcd构成回路,导线所围的区域内 有一垂直纸面向里的变化的磁场,螺线 管下方水平桌面上有一导体圆环,导线 abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下 图中哪一图线所表示的方式随时间变化 时,导体环将受到向上的磁场力作用 (   ) 练习 二 .电磁感应现象中的洛伦兹 力 问题:导体切割磁感线的运动也会产生 感应电动势 ,该电动势产生的机理是什么? 【演示实验】 理论分析 : ×   ×   × × ×   × × × ×   ×   × × ×   ×   × × ×   ×   × × v_ _ _ f f f ×   ×   × × ×   × × × ×   ×   × × ×   ×   × × ×   ×   × × v ___ + ++ 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 洛伦兹力作 用的结果。 f X      X      X X      X      X X      X      X X      X      X X      X      X 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 ,由于导体中的自由 电子随导体一起运动 .因此每个电子受到的洛伦兹力为 F洛 =eVB,F 洛方向向下.在力F的作用下,自由电子沿 导体向下运动,使导体下端出现过剩的负电荷 , 导体上 端出现过剩的正电荷.结果使导体上端 C的电势高于下 端 D的电势 ,出现由 C指向 D的静电场 ,此时电场对自 由电子的作用力是向上 ,与洛伦兹力方向相反 ,当二力 互相平衡时,CD两端便产生一个稳定的电势差。 L D C 推导动生电动势大小的表达 式 V F 电 F 洛 练习 练习 三 .感生电动势和动生电动势的划 分 在某些情况下只有相对意义 .例如在教科书图 4.2­2所示的实验中 , 如果在相对于磁棒静止的参考系内观察,磁棒不动,空间各点的磁场也 没有发生变化,而线圈在运动,线圈内的电动势是动生的.但是,如果 在相对于线圈静止的参考系内观察,则看到由于磁棒运动,引起空间磁 场变化,因而线圈中的电动势是感生的.在这种情况下,究意把电动势 看作动生的还是感生的,决定于观察者所在的参考系.然而,并不是在 任何情况下都能通过参考系的变换把一种电动势归结为另一种电动势, 教科书图 4.2­5所示的实验就是一例子. 图 4.2­2 图 4.2­5 动生电动势 感生电动势 特 点 磁场不变,闭合电路的 整体或局部在磁场中运 动导致回路中磁通量的 变化 闭合回路的任何部分都 不动,空间磁场发生变 化导致回路中磁通量变 化 原 因 由于 S的变化引 起回路中变化 由于 B的变化引 起回路中变化 非静电力就是洛仑兹 力,由洛仑兹力对运 动电荷作用而产生电 动势 变化磁场在它周围空间激 发涡旋电场,非静电力就 是感生电场力,由感生电 场力对电荷作功而产生电 动势 方 向 的 来 源 非 静 电 力 楞次定律判断楞次定律或右手定则
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