《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況》2

1、全球震撼首見：中國(guó)車載電磁炮全球震撼首見：中國(guó)車載電磁炮 2011年年5月月28日日+-+復(fù)習(xí)電動(dòng)勢(shì)相關(guān)知識(shí)復(fù)習(xí)電動(dòng)勢(shì)相關(guān)知識(shí)每一個(gè)電動(dòng)勢(shì)都對(duì)應(yīng)有一種非靜電力每一個(gè)電動(dòng)勢(shì)都對(duì)應(yīng)有一種非靜電力正是正是由于非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能由于非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能干電池：干電池：化學(xué)作用化學(xué)作用 非靜電力非靜電力一個(gè)閉合電路靜止一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中于磁場(chǎng)中,由于磁場(chǎng)由于磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化強(qiáng)弱的變化,閉合電閉合電路內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電路內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì).我們稱之為我們稱之為感感生電動(dòng)勢(shì)生電動(dòng)勢(shì)。磁場(chǎng)變?nèi)醮艌?chǎng)變?nèi)跻灰?電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)

2、勢(shì)：? 非靜電力非靜電力電流是怎樣產(chǎn)生的？電流是怎樣產(chǎn)生的？自由電荷為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？自由電荷為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？使電荷運(yùn)動(dòng)的力難道是變化使電荷運(yùn)動(dòng)的力難道是變化的磁場(chǎng)對(duì)其施加的力嗎？的磁場(chǎng)對(duì)其施加的力嗎？猜想：使電荷運(yùn)動(dòng)的力可能是猜想：使電荷運(yùn)動(dòng)的力可能是洛倫茲力、靜電力、或者是其它力洛倫茲力、靜電力、或者是其它力磁場(chǎng)變?nèi)醮艌?chǎng)變?nèi)酰ǘǘ┯⒂Ⅺ溈怂鬼f認(rèn)為：麥克斯韋認(rèn)為：(1)定義定義:變化的磁場(chǎng)在周圍空間激發(fā)的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)變化的磁場(chǎng)在周圍空間激發(fā)的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)(渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng)).(3) 電場(chǎng)線電場(chǎng)線:是閉合的曲線是閉合的曲線.1、感生電場(chǎng)、感生電場(chǎng)(2)方向方向:就是感生電流的方向就是感生電

3、流的方向. 用楞次定用楞次定律判斷律判斷.（三）感生電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)（三）感生電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)磁場(chǎng)變?nèi)醮艌?chǎng)變?nèi)?、感生電動(dòng)勢(shì)：、感生電動(dòng)勢(shì)： （1）定義：由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）定義：由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). （2）感生電動(dòng)勢(shì)：）感生電動(dòng)勢(shì)：感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用 非靜電力非靜電力3、應(yīng)用實(shí)例-電子感應(yīng)燈第四代照明燈具：第四代照明燈具：壽命是白熾燈的壽命是白熾燈的100倍，倍，節(jié)能比傳統(tǒng)意義節(jié)能燈還節(jié)能一倍節(jié)能比傳統(tǒng)意義節(jié)能燈還節(jié)能一倍無電極、無燈絲、高光效、高顯色、長(zhǎng)壽命無電極、無燈絲、高光效、高顯色、長(zhǎng)壽命3、應(yīng)用實(shí)例、應(yīng)用實(shí)例-電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速

4、器電子感應(yīng)加速器是用感生電場(chǎng)來加電子感應(yīng)加速器是用感生電場(chǎng)來加速電子的一種設(shè)備。它的基本原理速電子的一種設(shè)備。它的基本原理如圖示，上下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，如圖示，上下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速。上圖為生的感生電場(chǎng)使電子加速。上圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，線圈電流的方向與圖

5、示方向一致時(shí)，電流的大小應(yīng)該怎樣變化才能使電電流的大小應(yīng)該怎樣變化才能使電子加速？子加速？二.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理是什么理是什么?非靜電力又與什么有關(guān)呢？非靜電力又與什么有關(guān)呢？動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：? 非靜電力非靜電力1、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是怎樣產(chǎn)生的？、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是怎樣產(chǎn)生的？2、什么力充當(dāng)非靜電力？、什么力充當(dāng)非靜電力？導(dǎo)體中的自由電荷受到導(dǎo)體中的自由電荷受到 什么力的作用？什么力的作用？導(dǎo)體棒的哪端電勢(shì)比較高？導(dǎo)體棒的哪端電勢(shì)比較高？非靜電力與洛倫茲力有關(guān)嗎？非靜電

6、力與洛倫茲力有關(guān)嗎？理論分析理論分析：v_fffv_+導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電勢(shì)導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電勢(shì)差差動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是是導(dǎo)體中的自由導(dǎo)體中的自由電荷在磁場(chǎng)中電荷在磁場(chǎng)中受到受到洛侖茲力洛侖茲力作用的結(jié)果。作用的結(jié)果。fCD-UV合合F洛F2F1動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：非靜電力非靜電力探探 究究動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)特特點(diǎn)點(diǎn)磁場(chǎng)不變磁場(chǎng)不變，閉合電路的整，閉合電路的整體或局部在磁場(chǎng)中體或局部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)致回路中磁通量變化致回路中磁通量變化閉合回路的任何部分都不閉合回路的任何部分都不動(dòng)，空間動(dòng)，空間磁場(chǎng)變化磁場(chǎng)變化導(dǎo)致回導(dǎo)致回路中磁通量變化路中磁通量變化原原

7、因因由于由于S變化變化引起引起回路中回路中 變化變化由于由于B變化變化引起引起回路中回路中 變化變化非靜電力是洛侖茲力非靜電力是洛侖茲力的的分力分力，由洛侖茲力對(duì)運(yùn)，由洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)動(dòng)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)勢(shì)變化磁場(chǎng)在它周圍空間激發(fā)變化磁場(chǎng)在它周圍空間激發(fā)感生電場(chǎng)，感生電場(chǎng)，非靜電力是感生非靜電力是感生電場(chǎng)力電場(chǎng)力，由感生電場(chǎng)力對(duì)電，由感生電場(chǎng)力對(duì)電荷做功而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)荷做功而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)方方向向的來源的來源非靜電力非靜電力楞次定律楞次定律楞次定律或右手定則楞次定律或右手定則例例1、如圖，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平、如圖，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電

8、小球，整放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電小球，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)突然個(gè)裝置處于豎直向下的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)突然增大時(shí)，小球?qū)ⅲㄔ龃髸r(shí)，小球?qū)ⅲ?）A、沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)、沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)B、沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)、沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C、在原位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)、在原位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)D、仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)、仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)例例2、光滑金屬導(dǎo)軌光滑金屬導(dǎo)軌L=0.4 m,L=0.4 m,電阻不計(jì)電阻不計(jì), ,均勻變化均勻變化的磁場(chǎng)穿過整個(gè)導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)穿過整個(gè)導(dǎo)軌平面, ,如圖甲如圖甲. .磁場(chǎng)的磁感應(yīng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙. .金屬棒金屬棒abab的電阻的電

9、阻為為1 1, ,自自t=0t=0時(shí)刻開始從導(dǎo)軌最左端以時(shí)刻開始從導(dǎo)軌最左端以v=1 m/sv=1 m/s的的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)速度向右勻速運(yùn)動(dòng), ,則則 ( )( )A.1 sA.1 s末回路中電動(dòng)勢(shì)為末回路中電動(dòng)勢(shì)為0.8 V0.8 VB.1 sB.1 s末回路中電動(dòng)勢(shì)為末回路中電動(dòng)勢(shì)為1.6 V 1.6 V C.1 sC.1 s末末abab棒所受磁場(chǎng)力為棒所受磁場(chǎng)力為0.64 N 0.64 N D.1 sD.1 s末末abab棒所受磁場(chǎng)力為棒所受磁場(chǎng)力為1.28 N1.28 NvB/Tt/s0.52011.0甲甲乙乙例例3、棒、棒L=0.4 m, L=0.4 m, 金屬棒金屬棒abab的電

10、阻為的電阻為1 1 ，B B隨隨t t變化關(guān)變化關(guān)系如圖乙系如圖乙, ,自自t=0t=0開始從導(dǎo)軌最左以開始從導(dǎo)軌最左以v=1 m/sv=1 m/s右勻速運(yùn)動(dòng)右勻速運(yùn)動(dòng), ,A.1 sA.1 s末回路中電動(dòng)勢(shì)為末回路中電動(dòng)勢(shì)為0.8 V B.1 s0.8 V B.1 s末回路中電動(dòng)勢(shì)為末回路中電動(dòng)勢(shì)為1.6 V 1.6 V C.1 sC.1 s末末abab棒所受磁場(chǎng)力為棒所受磁場(chǎng)力為0.64 N D.1 s0.64 N D.1 s末末abab棒所受磁場(chǎng)力為棒所受磁場(chǎng)力為1.28 N1.28 NvB/Tt/s0.52011.0甲甲乙乙（1）本題感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是動(dòng)生還是感生？）本題感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是動(dòng)生還是

11、感生？（2）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小如何求解？）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小如何求解？（3）感生電動(dòng)勢(shì)的大小如何求解？）感生電動(dòng)勢(shì)的大小如何求解？（4）兩種電動(dòng)勢(shì)在這里是相互加強(qiáng)還是消弱？）兩種電動(dòng)勢(shì)在這里是相互加強(qiáng)還是消弱？E1BLVE=E1+E2tBStE2如圖所示的是一水平放置的玻璃圓環(huán)形小槽，槽內(nèi)光如圖所示的是一水平放置的玻璃圓環(huán)形小槽，槽內(nèi)光滑，槽寬度和深度處處相同，現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正滑，槽寬度和深度處處相同，現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中，讓它獲得一初速度電小球放在槽中，讓它獲得一初速度v v0 0，與此同時(shí)，有一變，與此同時(shí)，有一變化的磁場(chǎng)豎直向下穿過玻璃環(huán)形小槽外徑所對(duì)應(yīng)的圓面積

12、，化的磁場(chǎng)豎直向下穿過玻璃環(huán)形小槽外徑所對(duì)應(yīng)的圓面積，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小跟時(shí)間成正比增大，設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小跟時(shí)間成正比增大，設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中所帶電荷量不變，則所帶電荷量不變，則( () )A A小球受到的向心力大小不變小球受到的向心力大小不變B B小球受到的向心力大小不斷增加小球受到的向心力大小不斷增加C C洛倫茲力對(duì)小球做了功洛倫茲力對(duì)小球做了功D D小球受到的洛倫茲力大小與時(shí)間成正比小球受到的洛倫茲力大小與時(shí)間成正比如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r r0 00.10 0.10

13、 ，導(dǎo)軌的端，導(dǎo)軌的端點(diǎn)點(diǎn)P P、Q Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l l0.20 m0.20 m有隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)垂直于桌面向下，有隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)垂直于桌面向下，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B B與時(shí)間與時(shí)間t t的關(guān)系為的關(guān)系為B Bktkt，比例系數(shù)，比例系數(shù)k k0.020 T/s.0.020 T/s.一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直，在擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直，在t t0 0時(shí)刻，金屬桿緊靠時(shí)刻，金屬桿緊靠P P、Q Q端，在外力作用下，桿以恒端，在外力作用下，桿以恒定的加速度定的加速度a a1 m/s1 m/s2 2從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑥撵o止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在動(dòng)，求在t t0.6 s0.6 s時(shí)金屬桿所受的安培力時(shí)金屬桿所受的安培力F FBIlBIlktIlktIl1.441.4410104 4 N N由左手定則知方向向右由左手定則知方向向右答案：答案：1.441