電磁感應現(xiàn)象的兩類情況【人教版】【課件】.ppt

1、4.5電磁感應現(xiàn)象的兩類情況,教 學 目 標,（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，同時提高學習物理的興趣。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過對相應物理學史的了解，培養(yǎng)熱愛科學、尊重知識的良好品德。 教學重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。 教學難點：對感生電動勢與動生電動勢實質的理解。 教學方法：討論法，講練結合法 教學用具：多媒體課件,一、感應電場與感生電動勢 1、感應電場：變化的磁場在其周圍空間激發(fā)的電場稱為感應電場 特征：由于磁場的強弱變化，閉合電路中產生了感應電流，電路中

2、的自由電荷是在感應電場作用下定向移動的，即由于感應電場的變化，在電路中形成了感應磁場，感應電場為渦旋電場。 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，而感應電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的。,當磁場增強時，產生的感應電場是與磁場方向垂直的曲線，如果此空間存在閉合導線，導體中的自由電荷就會在電場力作用下定向移動，而產生感應電流,2、感應電動勢：由感生電場使導體產生的電動勢叫感生電動勢（導線不動，磁場隨時間變化時在導線產生的感應電動勢） 1）作用：在電路的作用就是電源，其電路就是內電路，當它與外電路連接后就會對外電路供電 2）產生原因：渦旋電場產

3、生的電場力作為一種非靜電力在導體中產生感生電動勢,二、洛侖茲力與動生電動勢 1、動生電動勢：磁場不變，由導體運動引起磁通量的變化而產生的感應電動勢 2、產生機理： 問題1：自由電荷會隨著導線棒運動，并因此受到洛倫茲力，導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，所以自由電荷沿導線向下運動,問題2：導體棒一直運動下去，自由電荷是否會沿著導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，結果導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F

4、洛=F靜電時，自由電荷不再運動 問題3：導體的棒的哪端電勢比較高？ D端電勢高 問題4：如果用導線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上，導體棒中電流是沿什么方向？ CD相當于電源，電源內部，電流由低電勢流向高電勢，電流方向是C到D,動生電動勢的表達式： 作用在單位正電荷的洛倫茲力為 F=F 洛/e=vB 則動生電動勢為：E=FL=BLv 結論：與法拉第電磁感應定律得到的結果一致,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，當磁感應隨時間均勻變化時，在粗環(huán)里產生的感應電動勢為E，則ab兩點間的電勢差為（ ） AE/2 BE/3 C2E/

5、3 DE,例2、如圖，內壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上，環(huán)內有一帶負電小球，整個裝置處于豎直向下的磁場中，當磁場突然增大時，小球將（ ） A、沿順時針方向運動 B、沿逆時針方向運動 C、在原位置附近往復運動 D、仍然保持靜止狀態(tài),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，環(huán)中感應電流的方向如何？通過金屬環(huán)的電荷量為多少？,例4：如圖所示，豎直向上的勻強磁場，磁感應強度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的導軌上放一電阻R0=0.1的導體棒

6、，并用水平線通過定滑輪吊著質量為M=0.2kg的重物，軌道左端連接的電阻R=0.4，圖中的L=0.8m，求至少經過多長時間才能吊起重物。,六、互感和自感,一、互感現(xiàn)象 1、定義：當一個電路中的電流發(fā)生變化時，在另一個電路中產生感應電動勢的現(xiàn)象。 2、互感電動勢：在互感現(xiàn)象中產生的電動勢叫互感電動勢。 3、互感現(xiàn)象中能量轉化是守恒的 4、互感現(xiàn)象的普遍性,問題提出：在電磁感應現(xiàn)象中，線圈中電流變化會在鄰近的電路中產生互感電動勢，同樣在它本身的電路中也會激發(fā)感應電動勢，這種現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。,閉合開關，觀察兩個燈泡會一起亮嗎？,歸納總結：當導體中的電流發(fā)生變化時，導體本身就產生感應電動勢，這個電動

7、勢總是阻礙導體中原來電流的變化。這種由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象中產生的感應電動勢，叫做自感電動勢。,討論：斷電自感現(xiàn)象,問一：燈泡閃亮一下，說明了什么問題？,問二：在開關斷開這一瞬間，增大的電壓從哪里來的？,問三：將與燈泡并聯(lián)的線圈取掉。再演示上述實驗，這時燈泡會再次閃亮嗎？,原因分析：略,討論：通電自感現(xiàn)象,(二)、自感系數(shù) 1、自感電動勢的大?。鹤愿须妱觿莸拇笮「渌袘妱觿莸拇笮∫粯?，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關。而在自感現(xiàn)象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動勢的大小跟導體中電流變化的快慢有關,2、自感系數(shù)：L稱為線圈的自感系數(shù)，簡稱自感或電感。L的大小跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯有關。 單位：亨利(H) 1H=103mH=106H 三、磁場的能量,例1：如圖，電路甲乙中，電阻R和自感線圈L的電阻都很小，接通S使電路達到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則（ ） A在甲電路中，斷開S，A將漸漸變暗 B在甲電路中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗 C在電路乙中，斷開S，