2012高二物理課件：第四章 5 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 (新人教版選修3-2)

1、5 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況,知識點(diǎn) 1,感生電場與感生電動勢,1感生電場 (1)定義：變化的磁場在周圍空間所激發(fā)的電場 (2)方向：就是感生電流的方向，用楞次定律判斷 (3)電場線：是閉合的曲線,2感生電動勢 (1)定義： 由感生電場產(chǎn)生的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力 (2)感生電動勢大小由法拉第電磁感應(yīng)定律求得，即：,(3)感生電場是產(chǎn)生感生電動勢的原因,3應(yīng)用實(shí)例：電子感應(yīng)加速器,(1)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，如圖,451 所示,圖 451,(2)原理：它的柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生磁場在磁場中安置一 個環(huán)形真空管道作為電子運(yùn)行的軌道當(dāng)

2、磁場發(fā)生變化時，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,知識點(diǎn) 2,洛倫茲力與動生電動勢,1定義：由于導(dǎo)體的運(yùn)動(切割磁感線)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動 勢動生電動勢所對應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力的分力 2動生電動勢與洛倫茲力有關(guān)，因?yàn)槁鍌惼澚偸桥c電荷 的運(yùn)動方向垂直，所以洛倫茲力始終不做功 3動生電動勢的大小可用 EBlvsin，該公式適用于勻強(qiáng) 磁場，直導(dǎo)線既垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度 B，又垂直于速度 v.式中是 v 與 B 的夾角Bsin 可看作 B 在垂直于 v 方向上的分量 B ， v sin 可看作 v 在 B 方向上的分量 v.,知識點(diǎn) 3,感生電動勢與動生電

3、動勢的區(qū)別,【例1】如圖 452 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 r00.10 /m，導(dǎo)軌的端點(diǎn) P、 Q 用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離 l0.20 m有隨 時間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面，已知磁感強(qiáng)度 B 與時間 t 的 關(guān)系為 Bkt，比例系數(shù) k0.020 T/s.一電阻不計的金屬桿可在 導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直在 t0 時刻，金屬桿緊靠在 P、Q 端，在外力作 用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)?軌的另一端滑動，求在 t6.0 s 時金屬桿所,受的安培力,圖 452,1(雙選)如圖 453 所示，一個閉合電路靜止于磁場中，

4、 由于磁場強(qiáng)弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，下列說,法中正確的是(,),圖 453,A磁場變化時，會在空間中激發(fā)一種電場 B使電荷定向移動形成電流的力是磁場力 C使電荷定向移動形成電流的力是電場力 D以上說法都不對,解析：變化的磁場產(chǎn)生電場，處在其中的導(dǎo)體，其內(nèi)部的,自由電荷在電場力作用下定向移動形成電流,答案：AC,題型1,感生電動勢的應(yīng)用,【例2】內(nèi)壁光滑，水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略 小于環(huán)口直徑的帶正電小球，以速度 v0 沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動， 如圖 454 所示，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感 應(yīng)強(qiáng)度 B.隨時間成正比增加的變化磁場，設(shè)運(yùn)動過程中小球帶,電量不變，則正

5、確的是(,) 圖 454,A小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力一定不斷增大 B小球受到的磁場力一定不斷增大,C小球先沿逆時針方向減速運(yùn)動一段時間后沿順時針方,向加速運(yùn)動,D磁場力對小球先做負(fù)功后做正功,解析：空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時間 成正比增加的變化磁場，在此空間激發(fā)感生電場，由于感應(yīng)電 流的磁場方向向下，由安培定則可知，感生電場的方向從上往 下看順時針，感生電場對電荷的作用力與電荷的運(yùn)動方向相反， 所以小球先沿逆時針方向減速運(yùn)動一段時間后沿順時針方向加 速運(yùn)動 答案：C,2在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個不變形的單匝 金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖 455 甲所 示，

6、當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時間 t 如圖乙變化時，下列選項(xiàng),),中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢 E 變化的是( 圖 455,答案：A,題型2,動生電動勢的應(yīng)用,【例3】如圖 456 所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長分 別為L 和2L的兩只閉合線框 a 和 b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度 為 B 的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，不考慮線框的動能變,),化，若外力對環(huán)做的功分別為 Wa、Wb，則 WaWb 為( 圖 456,A14 C11,B12 D不能確定,答案：A,3. (2011 年湛江調(diào)研) 如圖 457 所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B1.2T 的勻強(qiáng)磁場中，讓導(dǎo)體 PQ 在 U 型導(dǎo)軌上以速度 v0

7、10 m/s 向右勻速滑動，兩導(dǎo)軌間距離 L0.5 m，則產(chǎn)生的感應(yīng),),D,電動勢的大小和 PQ 中的電流方向分別為( 圖 457,A0.6 V，由 P 向 Q C6 V，由 P 向 Q,B0.6 V，由 Q 向 P D 6 V，由 Q 向 P,題型3,電磁感應(yīng)與力學(xué)的綜合應(yīng)用,【例 4】如圖 458 所示，有兩根足夠長、不計電阻，相距 L 的平行光滑金屬導(dǎo)軌 cd、ef 與水平面成角固定放置，底端接 一阻值為 R 的電阻，在軌道平面內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁 場，方向垂直軌道平面斜向上現(xiàn)有一平行于 ce、垂直于導(dǎo)軌、 質(zhì)量為 m、電阻不計的金屬桿 ab，在沿軌道平面向上的恒定拉 力 F 作用下，從底端 ce 由靜止沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動，當(dāng) ab 桿速度 達(dá)到穩(wěn)定后，撤去拉力 F，最后 ab 桿又沿 軌道勻速回到 ce 端已知 ab 桿向上和向 下運(yùn)動的最大速度相等求拉力 F 和桿 ab,最后回到 ce 端的速度 v.,圖 458,解：當(dāng) ab 桿沿導(dǎo)軌上滑達(dá)到最大速度 v 時，其受力如圖 459 所示 圖 459 由平衡條件可知 FFBmgsin 0 ,又 FBBIL,4如圖 4510 所示，寬度為 L 的足夠長的平行金屬導(dǎo) 軌 MN、PQ 的電阻不計，垂直導(dǎo)軌水平放置一質(zhì)量為 m 電阻為 R 的金屬桿 CD，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌 平