第7課時(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況習(xí)題課市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

電磁感應(yīng)現(xiàn)象兩種情形

感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)第1頁(yè)

法拉第電磁感應(yīng)定律指出，當(dāng)穿過(guò)閉合回路磁通量發(fā)生改變時(shí)，回路中就要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。穿過(guò)閉合回路磁通量，其改變方式有三種情形：1、閉合回路面積不變，磁場(chǎng)隨時(shí)間變（無(wú)運(yùn)動(dòng)）2、磁場(chǎng)不變，閉合回路面積隨時(shí)間變（有運(yùn)動(dòng)）

與之相對(duì)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也有兩類3、回路磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變同時(shí)回路面積也隨時(shí)間變以上三種改變情形有兩類電動(dòng)勢(shì)與之相對(duì)應(yīng)：

（1）感生電動(dòng)勢(shì)（2）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)二者合稱：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)第2頁(yè)一、感應(yīng)電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)1、感應(yīng)電場(chǎng)：改變磁場(chǎng)在其周圍空間激發(fā)電場(chǎng)稱為感應(yīng)

電場(chǎng)

特征：因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)弱改變，在周圍空間形成了感應(yīng)電場(chǎng)，感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)閉合電路中自由電子產(chǎn)生電場(chǎng)力作用。自由電荷在電場(chǎng)力作用下，形成定向移動(dòng)。即形成了感應(yīng)電流。這種因磁場(chǎng)改變而激發(fā)起電場(chǎng)，其電場(chǎng)線是封閉。這種電場(chǎng)又稱為：渦旋電場(chǎng)。

注：靜止電荷激發(fā)電場(chǎng)叫靜電場(chǎng)，靜電場(chǎng)電場(chǎng)線是由正電荷出發(fā)，終于負(fù)電荷，電場(chǎng)線是不閉合，而感應(yīng)電場(chǎng)是一個(gè)渦旋電場(chǎng)，電場(chǎng)線是閉合。第3頁(yè)磁場(chǎng)變強(qiáng)①英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)改變時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一個(gè)電場(chǎng)，稱為感生電場(chǎng)，也叫渦旋電場(chǎng)。②感生電場(chǎng)電場(chǎng)線是閉合，感生電場(chǎng)方向能夠依據(jù)楞次定律用右手螺旋定則來(lái)判斷。第4頁(yè)感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)區(qū)分靜電場(chǎng)

E0感生電場(chǎng)

Ek起源由靜止電荷激發(fā)由改變磁場(chǎng)激發(fā)電場(chǎng)線形狀電場(chǎng)線為非閉合曲線電場(chǎng)線為閉合曲線Ek靜電場(chǎng)為有源場(chǎng)感生電場(chǎng)為無(wú)源場(chǎng)第5頁(yè)靜電場(chǎng)E0感生電場(chǎng)Ek電場(chǎng)性質(zhì)為保守場(chǎng),可引入勢(shì)(能)為非保守場(chǎng),不可引入勢(shì)(能)靜電場(chǎng)為有源場(chǎng)感生電場(chǎng)為無(wú)源場(chǎng)他們間也有共性：含有場(chǎng)物質(zhì)形式全部共性；均對(duì)電荷有力作用，且場(chǎng)強(qiáng)定義相同；在導(dǎo)體中，感生電場(chǎng)可引發(fā)電荷積累從而建立靜電場(chǎng)。第6頁(yè)鐵芯線圈電束子

環(huán)形真空室B磁場(chǎng)電子感應(yīng)加速器是利用感生電場(chǎng)使電子加速設(shè)備。第7頁(yè)

它柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中安置一個(gè)環(huán)形真空管道作為電子運(yùn)行軌道。當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生改變時(shí)，就會(huì)沿管道方向產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)。射入其中電子就受到這感應(yīng)電場(chǎng)連續(xù)作用而被不停加速。第8頁(yè)二.電磁感應(yīng)中洛倫茲力和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體切割磁感線也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生機(jī)理是什么?導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與哪些原因相關(guān)?第9頁(yè)理論分析：×

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××v___fff第10頁(yè)×

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××v___+++導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電勢(shì)差——?jiǎng)由妱?dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是導(dǎo)體中自由電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力作用結(jié)果。f第11頁(yè)導(dǎo)體CD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以速度V向右運(yùn)動(dòng),而且導(dǎo)線CD與B、V方向相垂直,因?yàn)閷?dǎo)體中自由電子隨導(dǎo)體一起運(yùn)動(dòng).所以每個(gè)電子受到洛倫茲力為F洛=eVB,F洛方向向下．在力Ｆ作用下，自由電子沿導(dǎo)體向下運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體下端出現(xiàn)過(guò)剩負(fù)電荷,導(dǎo)體上端出現(xiàn)過(guò)剩正電荷．結(jié)果使導(dǎo)體上端C電勢(shì)高于下端D電勢(shì),出現(xiàn)由C指向D靜電場(chǎng),此時(shí)電場(chǎng)對(duì)自由電子作用力是向上,與洛倫茲力方向相反,當(dāng)二力相互平衡時(shí)，ＣＤ兩端便產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定電勢(shì)差。

LDCXXXXXXXXXXXXXXXVF電F洛第12頁(yè)問(wèn)題2：導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否會(huì)沿著導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？為何？不會(huì)，因?yàn)檎姾上駾運(yùn)動(dòng)，C端將出現(xiàn)過(guò)剩負(fù)電荷，D端出現(xiàn)過(guò)剩正電荷，結(jié)果導(dǎo)體上端電勢(shì)低于下端電勢(shì)，形成由下端D指向上端C靜電場(chǎng)，正電荷力向上，與洛侖茲力方向相反，當(dāng)F洛=F靜電時(shí)，自由電荷不再運(yùn)動(dòng)問(wèn)題3：導(dǎo)體棒哪端電勢(shì)比較高？

D端電勢(shì)高

問(wèn)題4：假如用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場(chǎng)外一個(gè)用電器上，導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向？CD相當(dāng)于電源，電源內(nèi)部，電流由低電勢(shì)流向高電勢(shì)，電流方向是C到D第13頁(yè)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)表示式：作用在單位正電荷洛倫茲力為

F=F洛/e=vB則動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為：E=FL=BLv結(jié)論：與法拉第電磁感應(yīng)定律得到結(jié)果一致第14頁(yè)1.以下說(shuō)法中正確是()A.感生電場(chǎng)是由改變磁場(chǎng)產(chǎn)生B.恒定磁場(chǎng)也能在周圍空間產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)C.感生電場(chǎng)方向也一樣能夠用楞次定律和右手螺旋定則來(lái)判定D.感生電場(chǎng)電場(chǎng)線是閉合曲線ACD第15頁(yè)2.如圖所表示,導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),因而在電路中有電流經(jīng)過(guò),以下說(shuō)法中正確是()A.因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)B.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生與洛倫茲力相關(guān)C.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與電場(chǎng)力相關(guān)D.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生原因是一樣AB第16頁(yè)3.如右圖所表示,一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中,因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)弱改變,而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),以下說(shuō)法中正確是()A.磁場(chǎng)改變時(shí),會(huì)在這空間中激發(fā)一個(gè)電場(chǎng)B.使電荷定向移動(dòng)形成電流力是磁場(chǎng)力C.使電荷定向移動(dòng)形成電流力是電場(chǎng)力D.以上說(shuō)法都不對(duì)AC第17頁(yè)

4:如右圖所表示,內(nèi)壁光滑塑料管彎成圓環(huán)平放在水平桌面上,環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電小球處于靜止?fàn)顟B(tài),整個(gè)裝置處于豎直向下磁場(chǎng)中,當(dāng)磁場(chǎng)突然增大時(shí),小球?qū)?)AA.沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)B.沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C.在原位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)D.依然保持靜止?fàn)顟B(tài)E感-第18頁(yè)5.如右圖所表示,一個(gè)帶正電粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí),此粒子動(dòng)能將()A.不變B.增加C.降低D.以上情況都可能B第19頁(yè)6.穿過(guò)一個(gè)單匝線圈磁通量一直保持每秒鐘均勻地降低2Wb,則()A.線圈中感生電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加2VB.線圈中感生電動(dòng)勢(shì)每秒鐘降低2VC.線圈中無(wú)感生電動(dòng)勢(shì)D.線圈中感生電動(dòng)勢(shì)保持不變D第20頁(yè)7、如圖所表示,光滑導(dǎo)軌寬0.4m,ab金屬棒長(zhǎng)0.5m,均勻改變磁場(chǎng)垂直穿過(guò)其面,方向如圖,磁場(chǎng)改變?nèi)鐖D所表示,金屬棒ab電阻為1Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì),自t＝0時(shí),ab棒從導(dǎo)軌最左端,以v＝1m/s速度向右勻速運(yùn)動(dòng),則(）A．1s末回路中電動(dòng)勢(shì)為1.6VB．1s末棒ab受安培力大小為1.28NC．1s末回路中電動(dòng)勢(shì)為0.8VD．1s末棒ab受安培力大小為0.64NAB第21頁(yè)7.如圖所表示,固定于水平桌面上金屬框架edcf,處于豎直向下勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒ab擱在框架上可無(wú)摩擦滑動(dòng),此時(shí)abcd組成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)正方形,棒電阻為r,其余部分電阻不計(jì),開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.(1)若從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒鐘增量為k,同時(shí)保持棒靜止,求棒中感應(yīng)電流.在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流方向.(2)在上述(1)情況中,一直保持棒靜止,當(dāng)t=t1秒時(shí),需加在垂直于棒水平拉力為多大?(3)若從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐步減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.則磁感應(yīng)強(qiáng)度怎樣隨時(shí)間改變(寫(xiě)出B與t關(guān)系式)?第22頁(yè)解析:(1)電流方向