湖北省丹江口市高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.5 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用課件 新人教版選修32.ppt

4 5電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 復(fù)習(xí)電動勢相關(guān)知識 每一個(gè)電動勢都對應(yīng)有一種非靜電力 正是由于非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能 問題 感應(yīng)電動勢對應(yīng)的非靜電力是一種什么樣的作用 電路中電動勢的作用是某種非靜電力對自由電荷的作用 一個(gè)閉合電路靜止于磁場中 由于磁場強(qiáng)弱的變化 閉合電路內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 這種情況下 哪一種作用是非靜電力 一 感生電場與感生電動勢 感生電場模擬動畫演示 1 定義 變化的磁場在周圍空間激發(fā)的電場叫感生電場 渦旋電場 3 電場線 是閉合的曲線 1 感生電場 2 方向 就是感生電流的方向 用楞次定律判斷 一 感生電場與感生電動勢 感生電場是產(chǎn)生感生電動勢的原因 2 感生電動勢 由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 感生電動勢所對應(yīng)的非靜電力是感生電場對自由電荷的作用 一 感生電場與感生電動勢 3 應(yīng)用實(shí)例 電子感應(yīng)加速器 電子感應(yīng)加速器是用感生電場來加速電子的一種設(shè)備 它的柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生磁場 在磁場中安置一個(gè)環(huán)形真空管道作為電子運(yùn)行的軌道 當(dāng)磁場發(fā)生變化時(shí) 就會沿管道方向產(chǎn)生感生電場 射入其中的電子就受到感生電場的持續(xù)作用而不斷加速 問題 電子加速應(yīng)該具備什么條件 能否加速質(zhì)子等其他粒子 如圖 100匝線圈兩端a b與一個(gè)電壓表相連 線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)方向磁場 線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化 1 電壓表的讀數(shù)應(yīng)該等于多少 2 請?jiān)诰€圈位置上標(biāo)出感生電場的方向 3 兩端 哪端應(yīng)該與電壓表標(biāo) 號的接線柱連接 例與練1 1 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 該電動勢產(chǎn)生的機(jī)理是什么 2 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與哪些因素有關(guān) 3 它是如何將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的 二 洛倫茲力與動生電動勢 1 自由電荷會隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動 并因此受到洛倫茲力 導(dǎo)體中自由電荷的合運(yùn)動在空間大致沿什么方向 為了方便 可以認(rèn)為導(dǎo)體中的自由電荷是正電荷 分析與解答 1 導(dǎo)體中自由電荷 正電荷 具有水平方向的速度 由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用 其合運(yùn)動是斜向上的 2 導(dǎo)體棒一直運(yùn)動下去 自由電荷是否也會沿著導(dǎo)體棒一直運(yùn)動下去 為什么 分析與解答 2 自由電荷不會一直運(yùn)動下去 因?yàn)閏 d兩端聚集電荷越來越多 在cd棒間產(chǎn)生的電場越來越強(qiáng) 當(dāng)電場力等于洛倫茲力時(shí) 自由電荷不再定向運(yùn)動 分析與解答 3 c端電勢高 從能的角度定量了解動生電動勢 分析與解答 4 導(dǎo)體棒中電流是由d指向c的 此時(shí)導(dǎo)體棒可以看作是一個(gè)電源 導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生了動生電動勢 3 導(dǎo)體棒的哪端電勢比較高 4 如果用導(dǎo)線把c d兩端連到磁場外的一個(gè)用電器上 導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向的 1 由于導(dǎo)體的運(yùn)動 切割磁感線 而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫動生電動勢 注意 動生電動勢與洛倫茲力有關(guān) 但洛倫茲力始終不做功 2 動生電動勢所對應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力的分力 二 洛倫茲力與動生電動勢 光滑金屬導(dǎo)軌l 0 4m 電阻不計(jì) 均勻變化的磁場穿過整個(gè)導(dǎo)軌平面 如圖甲 磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙 金屬棒ab的電阻為1 自t 0時(shí)刻開始從導(dǎo)軌最左端以v 1m s的速度向右勻速運(yùn)動 則 a 1s末回路中電動勢為0 8vb 1s末ab棒所受磁場力為0 64nc 1s末回路中電動勢為1 6vd 1s末ab棒所受磁場力為1 28n 甲 乙 cd 例與練2 動生電動勢 感生電動勢 特點(diǎn) 磁場不變 閉合電路的整體或局部在磁場中運(yùn)動導(dǎo)致回路中磁通量變化 閉合回路的任何部分都不動 空間磁場變化導(dǎo)致回路中磁通量變化 原因 由于s變化引起回路中 變化 非靜電力是洛侖茲力的分力 由洛侖茲力對運(yùn)動電荷作用