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1、關(guān)于電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒第一張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月第一章電磁感應(yīng)1.5 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒第二張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月教 學(xué) 目 標(biāo) (一)知識與技能1知道感生電場。2知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。(二)過程與方法通過同學(xué)們之間的討論、研究增強對兩種電動勢的認知深度,同時提高學(xué)習(xí)物理的興趣。(三)情感、態(tài)度與價值觀通過對相應(yīng)物理學(xué)史的了解,培養(yǎng)熱愛科學(xué)、尊重知識的良好品德。教學(xué)重點:感生電動勢與動生電動勢的概念。教學(xué)難點:對感生電動勢與動生電動勢實質(zhì)的理解。 教學(xué)方法:討論法,講練結(jié)合法 教學(xué)用具:多媒體課件 第三張,PPT共十四頁,
2、創(chuàng)作于2022年6月一、感應(yīng)電場與感生電動勢1、感應(yīng)電場:變化的磁場在其周圍空間激發(fā)的電場稱為感應(yīng)電場 特征:由于磁場的強弱變化,閉合電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,電路中的自由電荷是在感應(yīng)電場作用下定向移動的,即由于感應(yīng)電場的變化,在電路中形成了感應(yīng)磁場,感應(yīng)電場為渦旋電場。 注:靜止的電荷激發(fā)的電場叫靜電場,靜電場電場線是由正電荷出發(fā),終于負電荷,電場線是不閉合的,而感應(yīng)電場是一種渦旋電場,電場線是閉合的。當(dāng)磁場增強時,產(chǎn)生的感應(yīng)電場是與磁場方向垂直的曲線,如果此空間存在閉合導(dǎo)線,導(dǎo)體中的自由電荷就會在電場力作用下定向移動,而產(chǎn)生感應(yīng)電流第四張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月2、感應(yīng)電動勢:由
3、感生電場使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢(導(dǎo)線不動,磁場隨時間變化時在導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢)1)作用:在電路的作用就是電源,其電路就是內(nèi)電路,當(dāng)它與外電路連接后就會對外電路供電2)產(chǎn)生原因:渦旋電場產(chǎn)生的電場力作為一種非靜電力在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動勢第五張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月二、洛侖茲力與動生電動勢1、動生電動勢:磁場不變,由導(dǎo)體運動引起磁通量的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 2、產(chǎn)生機理:問題1:自由電荷會隨著導(dǎo)線棒運動,并因此受到洛倫茲力,導(dǎo)體中自由電荷的合運動在空間大致沿什么方向運動?(為正電荷) 由左手定則可知,自由電荷將受到由C到D的力,所以自由電荷沿導(dǎo)線向下運動第六張,PPT
4、共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月問題2:導(dǎo)體棒一直運動下去,自由電荷是否會沿著導(dǎo)體棒一直運動下去嗎?為什么?不會,因為正電荷向D運動,C端將出現(xiàn)過剩負電荷,D端出現(xiàn)過剩正電荷,結(jié)果導(dǎo)體上端電勢低于下端電勢,形成由下端D指向上端C的靜電場,正電荷的力向上,與洛侖茲力方向相反,當(dāng)F洛=F靜電時,自由電荷不再運動 問題3:導(dǎo)體的棒的哪端電勢比較高? D端電勢高 問題4:如果用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上,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,電流由低電勢流向高電勢,電流方向是C到D 第七張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月動生電動勢的表達式:作用在單位正電荷的洛倫茲力為
5、F=F 洛/e=vB 則動生電動勢為:E=FL=BLv結(jié)論:與法拉第電磁感應(yīng)定律得到的結(jié)果一致第八張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月例1、如圖,兩個相連的金屬圓環(huán),粗金屬圓環(huán)的電阻為細金屬圓環(huán)電阻的一半。磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域,當(dāng)磁感應(yīng)隨時間均勻變化時,在粗環(huán)里產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,則ab兩點間的電勢差為( ) AE/2 BE/3 C2E/3 DE 第九張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月例2、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)有一帶負電小球,整個裝置處于豎直向下的磁場中,當(dāng)磁場突然增大時,小球?qū)ⅲ?)A、沿順時針方向運動B、沿逆時針方向運動C、在原位置附近往復(fù)運動D、仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)第十張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月例3、有一面積為S=100cm2 的金屬環(huán),電阻為E=0.1如圖所示,環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示,且方向垂直環(huán)向里,在t1和t2時間內(nèi),環(huán)中感應(yīng)電流的方向如何?通過金屬環(huán)的電荷量為多少?第十一張,PPT共十四頁,創(chuàng)作于2022年6月例4:如圖所示,豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.5T,并且以B/t=0.1T/S在變化.水平軌道電阻不計,且不計摩擦阻力,寬0.5m的導(dǎo)軌上放一電阻R0=0.1的導(dǎo)體棒,并用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量為M=0.2kg的重物,軌道左端連接的電阻R=0.4,圖中的L=0.8m,求至少經(jīng)過多長
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