(选修3-2)4.5感生电动势和动生电动势1

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高二物理感生电动势和动生电动势

高二物理感生电动势和动生电动势

例4:如图所示,竖直向上的匀强磁场,磁感应强度 B=0.5T,并且以△B/△t=0.1T/S在变化.水平轨道电阻不 计,且不计摩擦阻力,宽0.5m的导轨上放一电阻 R0=0.1Ω的导体棒,并用水平线通过定滑轮吊着质量为 M=0.2kg的重物,轨道左端连接的电阻R=0.4Ω,图中的 L=0.8m,求至少经过多长时间才能吊起重物。
• 例2:如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻 可以忽略不计,L1L2是两个完全相同的小灯泡,随 着开关S的闭合和断开的过程中,L1L2的亮度变化 情况是( )
; /junxian/ 均线理论;
去执行看守の任务,而小黑就是五百年前被派到这里来の丶至于怎么到这里の,他也不清楚,当时只是两眼壹抹黑,再醒来の时候就到这里了丶他们役界与这魔界到底有多远,他们也不清楚,不过这个小黑却知道万域中の大部分界域の名字,以及来历丶只是具体の位置说不清楚,也就是说,在这 星空之下,壹定是有壹个超级无敌の大势力,竟然有可能在控制着这万域の修行者丶而这个势力,还专门培养出了壹个役界,上面の修行者,像小黑壹样の家伙,他们都有统壹の称呼,名叫黑卫丶所有人都和他の装扮差不多,都是壹身黑甲,同时从小便是修行各种看守之术,奴役之术,拷问之术丶 别の道法,他们沾也没沾过,从来也没接触过丶得知这种消息,根汉三人也是十分吃惊,果然在这星空之下,有壹个庞大の势力,可能大到会超乎所有人の想像丶不过小黑也说:"这个势力是什么咱们也不知道,咱们平时只是叫他们为仙宫,但是这个仙宫,可能也不是平时大家称呼の那个仙宫丶五 百年前咱被分配到这里之后,过了三天,就有壹位自称仙使の强者来到了这里丶他告诉咱需要在这里等待,咱の上司,也就是大哥你了,到时候咱就跟着你混了让咱和你壹起管辖这个困仙牢丶""像这样の困仙牢有多少?"根汉皱眉问道丶小黑摇头道:"这个不知

高中物理 4.5电磁感应现象的两类情况详解

高中物理  4.5电磁感应现象的两类情况详解

高中物理| 4.5电磁感应现象的两类情况详解电磁感应产生电磁感应现象有感生电动势和动生电动势两类问题。

感生电场19世纪60年代,英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出:变化的磁场在周围空间激发电场,我们把这种电场叫感生电场.感生电动势由感生电场使导体产生的电动势叫感生电动势。

(1)产生如图所示,当磁场变化时,产生感生电场,感生电场的电场线是与磁场垂直的曲线。

如果空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在电场力作用下定向移动而产生感应电流,或者说导体中产生了感生电动。

(2)方向:闭合环形回路(可假定存在)的电流方向就是感生电动势的方向,根据楞次定律和右手定则确定。

(3)作用感生电动势在电路中的作用就是充当电源,其电路就是内电路,当它与外电路连接后就会对外电路供电。

变化的磁场在闭合导体所在空间产生电场,导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流,或者说导体中产生了感应电动势。

由此可见,感生电场就相当于电源内部的所谓的非静电力,对电荷产生力的作用。

动生电动势1.动生电动势:导体在磁场中做切割磁感线运动时产生的电动势。

2.产生原因导体在磁场中做切割磁感线运动时,产生动生电动势,它是由于导体中自由电子受到洛伦兹力作用引起的.使自由电子做定向移动的非静电力就是洛伦兹力。

如图所示,一条直导线CD在匀强磁场B中以速度v向右运动,并且导线CD与B、v的方向互相垂直。

由于导体中的自由电子随导体一起以速度v运动,因此每个电子受到的洛伦兹力为F=evB,F的方向竖直向下,在F的作用下自由电子沿导体向下运动,使导体下端出现过剩的负电荷,导体上端出现过剩的正电荷,结果是C端的电势高于D端的电势,出现由C端指向D端的静电场,此电场对电子的作用力F′是向上的,与洛伦兹力的方向相反。

随着导体两端正、负电荷的积累,场强不断增强,当作用到自由电子上的静电力与洛伦兹力互相平衡时,C、D两端便产生了一个稳定的电势差。

总之:洛伦兹力是产生动生电动势的原因,即洛伦兹力是产生动生电动势的非静电力。

高二物理感生电动势和动生电动势 新课标 人教 选修32

高二物理感生电动势和动生电动势 新课标 人教 选修32
感生电动势和动生电动势
感应电场:由变化的磁场激发的电场. 感生电动势:由感应电场产生的感应电动势称为感生电动势. 动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势.
演讲完毕,谢谢观看!
9、静夜四无邻,荒居旧业贫。。*** 10、雨中黄叶树,灯下白头人。。**** 11、以我独沈久,愧君相见频。。***** 12、故人江海别,几度隔山川。。**** 13、乍见翻疑梦,相悲各问年。。***** 14、他乡生白发,旧国见青山。。**** 15、比不了得就不比,得不到的就不要。。。***** 16、行动出成果,工作出财富。。*** 17、做前,能够环视四周;做时,你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。**** 9、没有失败,只有暂时停止成功!。*** 10、很多事情努力了未必有结果,但是不努力却什么改变也没有。。**** 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。***** 12、世间成事,不求其绝对圆满,留一份不足,可得无限完美。。**** 13、不知香积寺,数里入云峰。。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、楚塞三湘接,荆门九派通。。。***** 16、少年十五二十时,步行夺得胡马骑。。*** 17、空山新雨后,天气晚来秋。。**** 9、杨柳散和风,青山澹吾虑。。*** 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。**** 11、越是没有本领的就越加自命不凡。***** 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。**** 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。***** 16、业余生活要有意义,不要越轨。*** 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。****

高中物理_感生电动势和动生电动势1课件_新人教版选修3-2

高中物理_感生电动势和动生电动势1课件_新人教版选修3-2
电磁感应现象的两 类情况
感生电动势和动生电动势
【复习回顾】
1、什么是电源?什么是电动势? 2、楞次定律
穿过闭合回路磁通量发生了变化,回路中产生感应 电动势。产生感应电动势那部分导体相当于电源, 哪一种作用扮演了非静电力的角色呢?
法拉第电磁感应定律指出,当穿过闭 合回路的磁通量发生变化时,回路中就要 产生感应电动势。 穿过闭合回路的磁通量发生变化的方式实质为 两类: I、闭合回路面积不变,磁场随时间变化。 II、磁场不变,闭合回路的面积随时间变化。
感生电场方向就是感应电流方向, 判断方法:楞次定律
感生电场与静电场的区别 静电场 E0 起源 由静止电荷激发 电场线为非闭合曲线 电 场 线 形 状 静电场为有源场 Ek 感生电场为无源场 感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线
有共性:具有场物质形式的所有 共性;均对电荷有力的作用,且场 强定义相同;
+ + +
× × ×
× ×
动生电动势是 导体中的自由 电荷在磁场中 受到洛仑兹力 作用的结果。
× × ×
v
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_ _ _
f
× ×
动生电动势 特 点 原 因 非的 静来 电源 力 方 向 磁场不变,闭合电路的整 体或局部在磁场中运动导 致回路中磁通量的变化 由于S的变化引起 回路中变化 非静电力就是洛仑兹力, 由洛仑兹力对运动电荷 作用而产生电动势
感生电动势 闭合回路的任何部分都不 动,空间磁场发生变化导 致回路中磁通量变化 由于B的变化引起 回路中变化 变化磁场在它周围空间激发 涡旋电场,非静电力就是感 生电场力,由感生电场力对 电荷作功而产生电动势
楞次定律或右手定则
楞次定律判断
例:如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行 金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和 P 之间接有阻值为R= 3.0Ω的定值电阻,导体棒ab长= 0.5m,其电阻为r =1.0Ω ,与导轨接触良好.整个装置 处于方向竖直向上的匀强磁场中,B=0.4T。现使ab以v =10m/s的速度向右做匀速运动。 (1)a b哪点电势高? a b两点间的电压多大? (2)维持a b做匀速运动的外力多大? (3)a b向右运动1m的过程中,外力做的功是多少?电路 中产生的热量是多少? N a

高中物理人教版选修3-2课件:4.5 感生电动势和动生电动势(共25页)

高中物理人教版选修3-2课件:4.5 感生电动势和动生电动势(共25页)
答案:(1)0.2 T
(2)10 m/s
2、如图甲所示,闭合导体线框abcd从高处自 由下落,落入一个有界匀强磁场中,从bc边 开始进入磁场到ad边即将进入磁场的这段时 间里,在图乙中表示线框运动过程中的感应 电流-时间图象的可能是 ( CD )
2、矩形线圈abcd,长ab=20cm ,宽bc=10cm,匝数
n=200,线圈回路总电阻R= 50Ω,整个线圈平面均 有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度B 随时间的变化规律如图所示,求: (1)线圈回路的感应电动势。 (2)在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。
2V , 0.32N
二、洛伦兹力与动生电动势
3、反电动势
此电动势阻碍电路中原 来的电流. 故称之为反电动势
V
安 培 力 方 向 转动速度方向
S
N



电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动 势。这个电动势是削弱了电源电流. 线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供 电能,电能转化为机械能。 正因为反电动势的存在,所以对电动机,欧姆 定律不成立. 如果电动机因机械阻力过大而停止转动, 这时就没有了反电动势,线圈电阻一般都很小 ,线圈中电流会很大,电动机会烧毁。这时, 应立即切断电源,进行检查。
一、感生电场与感生电动势
例1、如图所示,一个闭合电路静止于磁场中,由 于磁场强弱的变化,而使电路中产生了感应电动势, AC) 下列说法中正确的是( A.磁场变化时,会在在空间中激发一种电场 B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力 D.以上说法都不对 磁场变强
X F洛 X L C X X
+
F电
V B
X
X D

高中物理选修3-2教案 4.5《电磁感应现象的两类情况》

高中物理选修3-2教案 4.5《电磁感应现象的两类情况》

电磁感应现象的两种情况教学目标1. 知识与技能(1)了解感生电场,会解释感生电动势的产生原因. (2)了解动生电动势的产生条件和洛伦兹力的关系.(3)掌握两种感应电动势的区别与联系,会应用分析实际问题. (4)了解电磁感应规律的一般应用,会分析科技实例. 2. 过程与方法通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度,同时提高学习物理的兴趣. 3. 情感、态度与价值观通过对相应物理学史的了解,培养热爱科学、尊重知识的良好品德. 教学重点难点感生电动势与动生电动势的概念。

对感生电动势与动生电动势实质的理解。

教学方法与手段以类比为先导,引领学生在复习干电池电动势中非静电力作用的基础上,说明感应电场和洛伦兹力在产生感应电动势中的作用,并能应用感生电动势和动生电动势解答相关问题。

类比讨论学习为主,发动学生对电子感应加速器的讨论从而加深理解。

课前准备多媒体课件、实物投影仪、视频片断。

导入新课[事件1]教学任务:复习提问,导入新课。

师生活动:情景导入,放映PPT 课件展示提问的问题。

一、复习提问:1.法拉第电磁感应定律的内容是什么?数学表达式是什么? 答:感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,即E =n ΔΦΔt。

2.导体在磁场中切割磁感线产生的电动势与什么因素有关,表达式是什么,它成立的条件又是什么?答:导体在磁场中切割磁感线产生的电动势的大小与导体棒的有效长度、磁场强弱、导体棒的运动速度有关,表达式是E=BLvsinθ,该表达式只能适用于匀强磁场中。

3.干电池中电动势是怎样产生的?参照相关图片,回顾所学电池电动势中有关非静电力做功的知识,其他学生补充。

二、引入新课:在电磁感应现象中,由于引起磁通量的变化的原因不同,感应电动势产生的机理也不同,本节课我们就一起来学习感应电动势产生的机理。

讲授新课[事件2]教学任务:感生电场和感生电动势。

师生活动:学生阅读教材19页“电磁感应现象中的感生电场”部分,分析讨论闭合电路中产生感应电流的原因。

人教版物理选修3-2 第4章第5节 电磁感应现象的两类情况

人教版物理选修3-2 第4章第5节 电磁感应现象的两类情况
30°
高中物理选修3-2课件
则金属棒 ab 接入回路的 bc 部分切割磁感线产生的 感应电动势为: E=Bv0 bc =Bv20ttan30° 在回路 bOc 中,回路总感应电动势具体由导体 bc 部分产生,因此,回路内总的感应电动势为:E 总 =E= 3Bv20t/3.
高中物理选修3-2课件
核心要点突破
一、感生电动势 1.产生机理 如图4-5-1所示,当磁场变化时,产生的感生电 场的电场线是与磁场方向垂直的曲线.如果空间存 在闭合导体,导体中的自由电荷就会在电场力的作 用下定向移动,而产生感应电流,或者说导体中产 生了感应电动势.
高中物理选修3-2课件
图4-5-1
高中物理选修3-2课件
【答案】 E= 33Bv20t
【规律总结】 由 E=Blv 计算导体切割磁感线产 生的动生电动势问题,若 l 不变,当 v 是瞬时速度 时,可求 E 的瞬时值,当 v 是平均速度时,可求平 均感应电动势.若 l 变化,求瞬时值时,需用该时 刻的 l 及 v 代入;而求平均值通常由 E=nΔΔΦt 求得.
图4-5-2
高中物理选修3-2课件
2.特点 (1)感生电场是一种涡旋电场,电场线是闭合的. (2)感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无 关. 3.方向判定 感生电场的方向根据闭合电路(或假想的闭合电路) 中感应电流的方向确定,即利用楞次定律判断.
高中物理选修3-2课件
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 1.某空间出现了如图4-5-3所示的磁场,当磁感 应强度变化时,在垂直于磁场的方向上会产生感生 电场,有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关 系描述正确的是( )
【思路点拨】 回路中原磁场方向向下,且磁通 量增加,由楞次定律可以判知,感应电流的磁场 方向向上,根据安培定则可以判知,ab中的感应 电流的方向是a→b,由左手定则可知,ab所受安 培力的方向水平向左,从而向上拉起重物.

2015年高中物理 4.5感生电动势和动生电动势课件 新人教版选修

2015年高中物理 4.5感生电动势和动生电动势课件 新人教版选修

应用举例
电动机是一个例子,它由通 电的导线在磁场中运动产生 驱动力从而让电动机运转。
感生电动势 vs 动生电动势
1
相同点
它们都是电动势,都可以让电流产生。
2
不同点
感生电动势是由磁场的变化引起的,动生电动势是由导体在磁场中运动而产生。
3
应用举例
感生电动势的一个例子是变压器;动生电动势的一个例子是电动机。
电磁感应的实际应用
感应炉
它利用感生电动势来将电能转化为热能。电 磁感应的原理被用于高速熔融金属,它使用 感生电动势来加热化学反应中的材料。
发电机
发电机是一个使用电磁感应原理的装置。它 把机械能转换为电能,因为它的转子中有一 个旋转的线圈,它切割磁场并感应出一个电 动势。
其他形式的电磁感应
变压器
变压器是一个由两个互相绝 缘的线圈组成的装置,它利 用感生电动势和磁场的作用 来改变电压。
由导体在磁场中运动产生,可以用于电动机等应用。
3 实际应用
我们可以在各种设备中看到电磁感应的应用,其中包括制动器、电感器、感应炉等等。
应用举例
发电机是一个例子,它利用机械能驱动导致磁场变化,从而在线圈中感应出电动势。
动生电动势
概念
动生电动势是一种电动势, 由导体在磁场中运动产生。 当导体运动相对于磁场发生 变化时,就会产生动生电动 势。
计算公式
动生电动势 E = LBVsinθ,其 中 L 表示导体的长度,B 表 示磁感应强度,V 表示导体 的运动速度,θ 表示导体的 运动方向和磁感应的方向之 间的夹角。
感生电动势和动生电动势
本课程将为大家介绍感生电动势和动生电动势的概念、计算公式、以及联系 和区别。我们也会给出一些现实世界的例子来加深对这些重要概念的理解。
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课本P22 例 课本
N S
N
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二、洛伦兹力与动生电动势
1. 导体切割磁感线时产生感生电动势 ----动生电动势 ----动生电动势 2.该电动势产生的机理是什么? 2.该电动势产生的机理是什么? 该电动势产生的机理是什么 3.导体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪 3.导体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪 些因素有关? 些因素有关?
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电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动 势。这个电动势是削弱了电源电流, 阻碍线圈 的转动. 线圈要维持原来的转动就必须向电动机提 供电能,电能转化为机械能。 正因为反电动势 的存在,所以对电动机, 欧姆定律不成立.
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3、产生感生电动势------电 产生感生电动势------电 ------
源,
产生感应电动势的电路-----内电路, 产生感应电动势的电路-----内电路, -----内电路 它与外电路连接----闭合电路. 它与外电路连接----闭合电路. ----闭合电路 4、感应电场是产生感应电流或感应电动 感应电场是产生感应电流或感应电动 势的原因. 势的原因. 感应电场的方向----由楞次定律判断. ----由楞次定律判断 感应电场的方向----由楞次定律判断. 内电路中的电流方向 -----就是 就是感应电场的方向 -----就是感应电场的方向
如果电动机因机械阻力过大而停止转动, 这时就没有了反电动势,线圈电阻一般都 很小,线圈中电流会很大,电动机会烧毁。 这时,应立即切断电源,进行检查。
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电磁感应规律的应用
感生电动势和动生电动势
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麦克斯韦: 麦克斯韦 1、变化的的磁场能在周围空间激发电场, 变化的的磁场能在周围空间激发电场, 这种电场叫感应电场 这种电场叫感应电场 2、由感生电场产生的感应电动势称为 感生电动势. 感生电动势.
感应电场----感应电场----非静电力” 充当了 “非静电力”的作用
磁场变强
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一、感应电场与感生电动势
一个闭合电路静止于磁场中, 一个闭合电路静止于磁场中,由于磁 场强弱的变化, 场强弱的变化,闭合电路内产生了感应电 动势. 动势. 这种情况下, 这种情况下,哪一种 作用扮演了“非静电力” 作用扮演了“非静电力” 的角色 ?
磁场变强
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设导体棒中自由电荷是正电荷 设导体棒中自由电荷是正电荷
1.自由电荷随棒向右运动 自由电荷随棒向右运动, 自由电荷随棒向右运动 同时向上运动。 同时向上运动。 2.上端积累正电荷, 上端积累正电荷, 上端积累正电荷 下端积累负电荷 负电荷。 下端积累负电荷。 3.当电场力与洛仑兹力平衡时, 当电场力与洛仑兹力平衡时, 当电场力与洛仑兹力平衡时 自由电荷就只随棒向右运动 只随棒向右运动。 自由电荷就只随棒向右运动。 4. CD棒----- 电源,上端为正 电源, 棒 5. 洛仑兹力----与非静电力有关 洛仑兹力 与非静电力有关
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四、反电动势
此电动势阻碍电路中原 来的电流. 来的电流 故称之为反电动势
V
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安 培 力 方 向 转动速度方向
S
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作业: 作业:
《创新导与练》 创新导与练》
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P25------P27
第1----第8题 第 题
第8题 选做 题
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N S
电源
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电磁感应
问题讨论
1
金太阳教育网 问题: 问题: Nhomakorabea式 ①的区别和联系? 的区别和联系?
∆φ 与公式 ② E = BLv⋅ sinθ E=n ∆t
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区别: 区别:
1、一般来说, ①求出的是平均感应电动势, 求出的是平均感应电动势, 一般来说, 和某段时间或者某个过程对应, 某段时间或者某个过程对应, 或者某个过程对应 ②求出的是瞬时感应电动势,E和某个时刻 求出的是瞬时感应电动势, 瞬时感应电动势 或者某个位置对应。 或者某个位置对应。 某个位置对应
2
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区别: 区别:
2、①求出的是整个回路的感应电动势 回路中感应电动势为零时, 回路中感应电动势为零时,但是回路中某段 导体的感应电动势不一定为零。 导体的感应电动势不一定为零。
a L b c
3
d
v
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电动势大小? 电动势大小?
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∆φ 感生电动势: 感生电动势: E = n ∆t
动生电动势: 动生电动势:
E = BLv ⋅ sin θ

E = E
+ E

《创新导与练》 P25 创新导与练》
例4
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问题: 问题:公式 ①
的区别和联系? 的区别和联系?
∆φ 与公式 ② E = BLv⋅ sinθ E=n ∆t
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联系: 联系:
1、公式①中的时间趋近于0时, 公式①中的时间趋近于0 E就为瞬时感应电动势 2、公式②中v若代表平均速度, 公式② 若代表平均速度, 则求出的E就为平均感应电动势。 则求出的E就为平均感应电动势。
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