《高中物理-第四章-電磁感應(yīng)第五節(jié)-電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況ppt課件-新人教版選修3-2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理-第四章-電磁感應(yīng)第五節(jié)-電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況ppt課件-新人教版選修3-2.ppt（50頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、了解了解電電磁感磁感應(yīng)應(yīng)兩種情況下兩種情況下電動勢電動勢的的產(chǎn)產(chǎn)生機理生機理能能夠夠運用運用電電磁感磁感應(yīng)規(guī)應(yīng)規(guī)律熟律熟練練解決相關(guān)解決相關(guān)問題問題在在電電磁感磁感應(yīng)現(xiàn)應(yīng)現(xiàn)象中，引起磁通量象中，引起磁通量變變化的原因不同，一化的原因不同，一般分般分為為兩種：一種是磁兩種：一種是磁場場不不變變，導(dǎo)導(dǎo)體運體運動動引起磁通量引起磁通量變變化化而而產(chǎn)產(chǎn)生感生感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢，如下，如下圖圖甲所示，另一種是甲所示，另一種是導(dǎo)導(dǎo)體不體不動動，由于磁由于磁場變場變化引起磁通量化引起磁通量變變化而化而產(chǎn)產(chǎn)生感生感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢，如下，如下圖圖乙所示，乙所示，請請?zhí)骄恳幌滤骄恳幌滤鼈儺a(chǎn)們產(chǎn)生感生感應(yīng)電動勢

2、應(yīng)電動勢的機理的機理1電電路路中中電電動動勢勢的的作作用用實實際際上上是是_對對自自由由電電荷荷的的作作用用，電電池池中中電電解解液液與與兩兩極極板板的的_使使兩兩極極板板分分別別帶帶了正了正負(fù)電負(fù)電荷，荷，這這種種_就是我就是我們們所所說說的的“_”2_國國物物理理學(xué)學(xué)家家麥麥克克斯斯韋韋認(rèn)認(rèn)為為，磁磁場場變變化化時時會會在在空空間間激激發(fā)發(fā)一一種種_如如果果此此空空間間存存在在_，則則產(chǎn)產(chǎn)生生感感應(yīng)應(yīng)電電流流，或或者者說說導(dǎo)導(dǎo)體體中中產(chǎn)產(chǎn)生生了了_在在這這種種情情況況下下，所所謂謂的的“非非靜靜電電力力”就就是是這這種種_對對自自由由電電荷荷的的作作用用3導(dǎo)導(dǎo)體體棒棒在在勻勻強強磁磁場場中

3、中運運動動也也會會產(chǎn)產(chǎn)生生_，這這種種情情況況下下，_沒沒有有變變化化，空空間間沒沒有有_，產(chǎn)產(chǎn)生生感感應(yīng)應(yīng)電電動動勢勢的的非非靜靜電電力力與與_有有關(guān)關(guān)這這種種感感應(yīng)應(yīng)電電動動勢勢是是由由于于導(dǎo)導(dǎo)體運體運動動而而產(chǎn)產(chǎn)生的，它也叫做生的，它也叫做“_”答答案案：1.某某種種非非靜靜電電力力；化化學(xué)學(xué)作作用用；化化學(xué)學(xué)作作用用；非非靜靜電電力力2英；英；電場電場；閉閉合合導(dǎo)導(dǎo)體；感體；感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢；感生；感生電場電場3感感應(yīng)應(yīng)電電動動勢勢；磁磁場場；感感生生電電場場；洛洛倫倫茲茲力力；動動生生電電動勢動勢(1)定定義義：由由于于磁磁場場變變化化而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的電電場場叫叫感感生生電電場場由

4、由于于磁磁場場變變化化而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的電電動動勢勢叫叫感感應(yīng)應(yīng)電電動動勢勢它它也也叫叫做做“感感生生電電動動勢勢”(2)特點：特點：變變化化的的磁磁場場周周圍圍產(chǎn)產(chǎn)生生感感生生電電場場，與與閉閉合合電電路路是是否否存存在在無無關(guān)關(guān)如如果果在在變變化化的的磁磁場場中中放放一一個個閉閉合合電電路路，電電路路中中的的自自由由電電荷荷在在感感生生電電場場作作用用下下，做做定定向向移移動動，形形成成電電流流在在這這種情況下所種情況下所謂謂的非靜的非靜電電力就是感生力就是感生電場電場的作用的作用感感應(yīng)應(yīng)電電場場是是電電場場的的一一種種形形式式，是是客客觀觀存存在在的的一一種種特特殊物殊物質(zhì)質(zhì)感感生生電電場

5、場可可用用電電場場線線形形象象描描述述，但但感感生生電電場場的的電電場場線線是是閉閉合合曲曲線線，所所以以感感生生電電場場又又稱稱為為渦渦旋旋電電場場這這一一點點與與靜靜電場電場不同，靜不同，靜電場電場的的電場線電場線不不閉閉合合感感生生電電場場可可以以對對帶帶電電粒粒子子做做功功，可可使使帶帶電電粒粒子子加加速速和偏和偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(3)感生感生電場電場方向的判定方向的判定據(jù)據(jù)楞楞次次定定律律和和右右手手螺螺旋旋定定則則判判定定判判定定時時可可先先假假設(shè)設(shè)有有導(dǎo)導(dǎo)體體存存在在，推推出出的的感感應(yīng)應(yīng)電電流流的的方方向向，就就是是感感生生電電場場的的方方向向下列哪些下列哪些說說法是正確的法是正確的()A

6、磁磁場變場變化化時時會在空會在空間間激激發(fā)電場發(fā)電場B處處于于變變化化磁磁場場中中的的導(dǎo)導(dǎo)體體中中的的自自由由電電荷荷定定向向移移動動，是由于受到感生是由于受到感生電場電場的作用的作用C感生感生電場電場就是感就是感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢D以上以上說說法都不法都不對對答案：答案：AB解析：解析：麥克斯韋認(rèn)為，磁場的變化在空間激發(fā)一種電麥克斯韋認(rèn)為，磁場的變化在空間激發(fā)一種電場閉合電路此刻處于這種電場中，導(dǎo)體中的自由電荷將場閉合電路此刻處于這種電場中，導(dǎo)體中的自由電荷將發(fā)生定向運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電發(fā)生定向運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢其非靜電力就是這種感生電場，所以

7、動勢其非靜電力就是這種感生電場，所以A，B選項是正選項是正確的，確的，C選項是錯誤的故選選項是錯誤的故選AB.(1)一一段段導(dǎo)導(dǎo)體體在在做做切切割割磁磁感感線線的的運運動動時時相相當(dāng)當(dāng)于于一一個個電電源源，這時的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)這時的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢原因分析產(chǎn)生感應(yīng)電動勢原因分析導(dǎo)導(dǎo)體體在在磁磁場場中中做做切切割割磁磁感感線線運運動動時時，產(chǎn)產(chǎn)生生感感應(yīng)應(yīng)電電動動勢勢(它它也也叫叫做做“動動生生電電動動勢勢”)，它它是是由由于于導(dǎo)導(dǎo)體體中中自自由由電電子子受洛倫茲力作用而引起的受洛倫茲力作用而引起的感感應(yīng)應(yīng)電電動動勢勢的的產(chǎn)產(chǎn)生生實實質(zhì)質(zhì)是是洛洛倫倫茲茲力力(非

8、非靜靜電電力力)對對自自由電荷做了功；由電荷做了功；導(dǎo)導(dǎo)體體棒棒在在磁磁場場中中運運動動過過程程中中要要受受到到安安培培力力作作用用，要要維維持持導(dǎo)導(dǎo)體體棒棒運運動動，外外力力必必須須克克服服安安培培力力做做功功，因因此此產(chǎn)產(chǎn)生生電電流的過程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程流的過程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程洛洛倫茲倫茲力力總總是與是與電電荷的運荷的運動動方向垂直，因此，洛方向垂直，因此，洛倫茲倫茲力力對電對電荷不做功，但是感生荷不做功，但是感生電動勢電動勢又等于洛又等于洛倫茲倫茲力搬運力搬運單單位正位正電電荷所做的功，荷所做的功，這這就是就是說說兩者有矛盾，你怎兩者有矛盾，你怎樣樣理解理解這

9、這一一問題問題？答案：答案：其其實實并不矛盾，運并不矛盾，運動導(dǎo)動導(dǎo)體中的自由體中的自由電電子，不子，不僅僅隨隨導(dǎo)導(dǎo)體以速度體以速度v運運動動，而且，而且還還沿沿導(dǎo)導(dǎo)體以速度體以速度u做定向移做定向移動動，正是正是這這個定向移個定向移動動才才產(chǎn)產(chǎn)生感生感應(yīng)電應(yīng)電流，如下流，如下圖圖所示因此，所示因此，導(dǎo)導(dǎo)體中的體中的電電子的合速度子的合速度v合合等于等于v和和u的矢量和，所以的矢量和，所以電電子受子受到的洛到的洛倫茲倫茲力力為為Fv合合ev合合B，F(xiàn)v合合與合速度與合速度v合合垂直，它垂直，它對對電電子不做功，子不做功，F(xiàn)v合合的一個分量是的一個分量是F1evB，這這個分力做功，個分力做功，產(chǎn)

10、產(chǎn)生感生感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢Fv合合的另一個分量是的另一個分量是F2euB，阻礙，阻礙導(dǎo)導(dǎo)體體運運動動，做，做負(fù)負(fù)功可以功可以證證明兩個分力明兩個分力F1和和F2所做功的代數(shù)和所做功的代數(shù)和為為零零結(jié)結(jié)果仍然是洛果仍然是洛倫茲倫茲力并不提供能量，而只是起力并不提供能量，而只是起傳遞傳遞能量的作用，即外力克服洛能量的作用，即外力克服洛倫茲倫茲力的一個分力力的一個分力F2所做的功所做的功通通過過另一個分力另一個分力F1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為感感應(yīng)電應(yīng)電流的能量流的能量.特別提醒：特別提醒：有些情況下，動生電動勢和感生電動勢具有相對性有些情況下，動生電動勢和感生電動勢具有相對性.例例如，將條形磁鐵插入線圈中，如

11、果在相對磁鐵靜止的參考如，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對磁鐵靜止的參考系內(nèi)觀察，線圈運動，產(chǎn)生的是動生電動勢；如果在相對系內(nèi)觀察，線圈運動，產(chǎn)生的是動生電動勢；如果在相對線圈靜止的參考系中觀察，線圈中磁場變化，產(chǎn)生感生電線圈靜止的參考系中觀察，線圈中磁場變化，產(chǎn)生感生電動勢動勢.在在一一水水平平光光滑滑絕絕緣緣塑塑料料板板上上有有一一環(huán)環(huán)形形凹凹槽槽，有有一一帶帶電電小小球球質(zhì)質(zhì)量量為為m，電電荷荷量量為為q，在在槽槽內(nèi)內(nèi)沿沿順順時時針針作作勻勻速速圓圓周周運運動動，現(xiàn)現(xiàn)加加一一豎豎直直向向上上的的均均勻勻變變化化的的勻勻強強磁磁場場，且且B逐逐漸漸增加，增加，則則()A小球速度小球速度變變

12、大大B小球速度小球速度變變小小C小球速度不小球速度不變變 D以上三種情況都有可能以上三種情況都有可能解解析析：在在此此空空間間中中，沒沒有有閉閉合合導(dǎo)導(dǎo)體體，但但磁磁場場的的變變化化，使使空空間間產(chǎn)產(chǎn)生生感感生生電電場場據(jù)據(jù)楞楞次次定定律律得得出出圖圖示示感感生生電電場場，又又因因小小球球帶帶正正電電荷荷，電電場場力力與與小小球球速速度度同同向向，電電場場力力對對小小球球做正功，小球速度變大做正功，小球速度變大A選項正確選項正確答案：答案：A點點評評：此此題題因因部部分分同同學(xué)學(xué)受受洛洛倫倫茲茲力力不不做做功功的的影影響響，而而誤選誤選C.答案：答案：(1)A板為正極板板為正極板(2)1.01

13、07C解解析析：(1)據(jù)據(jù)楞楞次次定定律律可可得得：產(chǎn)產(chǎn)生生的的感感生生電電場場為為逆逆時時針針方方向向，導(dǎo)導(dǎo)體體中中的的自自由由電電子子在在電電場場力力作作用用下下順順時時針針運運動動到到B板，所以板，所以B板帶負(fù)電，板帶負(fù)電，A板帶正電板帶正電(2)電電容容器器上上的的電電荷荷量量qCU(其其中中U為為電電容容器器上上的的電電壓壓)據(jù)題意知據(jù)題意知UE(其中其中E為感生電動勢為感生電動勢)在在豎豎直向上的勻直向上的勻強強磁磁場場中，水平放置一個不中，水平放置一個不變變形的形的單單匝金屬匝金屬圓線圓線圈，圈，規(guī)規(guī)定定線線圈中感圈中感應(yīng)電應(yīng)電流的正方向如流的正方向如圖圖甲所甲所示，當(dāng)磁示，當(dāng)磁

14、場場的磁感的磁感應(yīng)應(yīng)強強度度B隨隨時間時間t發(fā)發(fā)生如生如圖圖乙所示乙所示變變化化時時，下下圖圖中正確表示中正確表示線線圈中感圈中感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢E變變化的是化的是()答案：答案：A如如圖圖甲甲所所示示，在在PQ、QR區(qū)區(qū)域域中中存存在在著著磁磁感感應(yīng)應(yīng)強強度度大大小小相相等等、方方向向相相反反的的勻勻強強磁磁場場，磁磁場場方方向向均均垂垂直直于于紙紙面面一一導(dǎo)導(dǎo)線線框框abcdefa位位于于紙紙面面內(nèi)內(nèi)，框框的的鄰鄰邊邊都都相相互互垂垂直直，bc邊邊與與磁磁場場的的邊邊界界P重重合合導(dǎo)導(dǎo)線線框框與與磁磁場場區(qū)區(qū)域域的的尺尺寸寸如如圖圖所所示示，從從t0時時刻刻開開始始，線線框框勻勻速速橫橫穿

15、穿兩兩個個磁磁場場區(qū)區(qū)域域，以以abcdef為為線線框框中中的的電電動動勢勢E的的正正方方向向，以下四個以下四個Et關(guān)系示意關(guān)系示意圖圖中正確的是中正確的是()答案：答案：C解解析析：由由右右手手定定則則和和EBLv判判定定水水平平位位移移從從0l時時EBlv，水水平平位位移移從從l2l時時，E0，從從2l3l時時E3Blv，從，從3l4l時時E2Blv，可知圖，可知圖C正確正確本本題題考考查查右右手手定定則則、楞楞次次定定律律及及EBlv的的應(yīng)應(yīng)用用重重點點在在于于對對不不同同階階段段感感應(yīng)應(yīng)電電動動勢勢大大小小和和方方向向的的判判斷斷，要要求求學(xué)學(xué)生生能正確建立圖象，試題難度較大能正確建立

16、圖象，試題難度較大.如如圖圖(b)所示，光滑的平行水平金屬所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌導(dǎo)軌MN、PQ相相距距L，在，在M點和點和P點點間連間連接一個阻接一個阻值為值為R的的電電阻，在兩阻，在兩導(dǎo)軌導(dǎo)軌間間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌導(dǎo)軌平面平面豎豎直向上、直向上、寬為寬為d的勻的勻強強磁磁場場，磁感，磁感應(yīng)應(yīng)強強度度為為B.一一質(zhì)質(zhì)量量為為m、電電阻阻為為r、長長度也度也剛剛好好為為L的的導(dǎo)導(dǎo)體棒體棒ab垂直垂直擱擱在在導(dǎo)軌導(dǎo)軌上，與磁上，與磁場場左左邊邊界相距界相距d0.現(xiàn)現(xiàn)用一個水平向右的力用一個水平向右的力F拉棒拉棒ab，使它由靜止開始運，使它由靜止開始運動動，棒，棒ab

17、離開磁離開磁場場前做勻速直前做勻速直線線運運動動，棒，棒ab與與導(dǎo)軌導(dǎo)軌始始終終保持良好保持良好接觸，接觸，導(dǎo)軌電導(dǎo)軌電阻不阻不計計，F(xiàn)隨棒隨棒ab與初始位置的距離與初始位置的距離x變變化的化的情況如情況如圖圖(a)，F(xiàn)0已知求：已知求：(1)棒棒ab離開磁離開磁場場右右邊邊界界時時的速度的速度(2)棒棒ab通通過過磁磁場場區(qū)區(qū)域域的的過過程程中中整整個個回回路路所所消消耗耗的的電電能能(3)d0滿滿足足什什么么條條件件時時，棒棒ab進(jìn)進(jìn)入入磁磁場場后后一一直直做做勻勻速速運運動動解析：解析：(1)設(shè)離開右邊界時棒設(shè)離開右邊界時棒ab速度為速度為v，則有，則有(2010泉泉州州高高二二檢檢測測

18、)如如圖圖所所示示的的勻勻強強磁磁場場中中，有有兩兩根根相相距距20cm固固定定的的平平行行金金屬屬光光滑滑導(dǎo)導(dǎo)軌軌MN和和PQ.磁磁場場方方向向垂垂直直于于MN、PQ所所在在的的平平面面導(dǎo)導(dǎo)軌軌上上放放置置著著ab、cd兩兩根根平平行行的的可可動動金金屬屬細(xì)細(xì)棒棒在在兩兩棒棒中中點點OO之之間間拴拴一一根根40cm長長的的細(xì)細(xì)繩繩，繩繩長長保保持持不不變變設(shè)設(shè)磁磁感感應(yīng)應(yīng)強強度度B以以1.0T/s的的變變化化率率均均勻勻減減小小，abdc回回路路的的電電阻阻為為0.50.求求：當(dāng)當(dāng)B減減小小到到10T時時，兩兩可可動動邊邊所受磁所受磁場場力和力和abdc回路消耗的功率回路消耗的功率答案：答案

19、：均為均為0.32N0.0128W 據(jù)據(jù)報報道，道，1992年年7月，美國月，美國“阿特阿特蘭蘭蒂斯蒂斯”號航天號航天飛飛機機進(jìn)進(jìn)行了一行了一項衛(wèi)項衛(wèi)星星懸繩發(fā)電實驗懸繩發(fā)電實驗，實驗實驗取得了部分成功航取得了部分成功航天天飛飛機在地球赤道上空離地面機在地球赤道上空離地面約約3000km處處由由東東向西向西飛飛行，行，相相對對地面速度大地面速度大約約6.5103m/s，從航天，從航天飛飛機上向地心機上向地心發(fā)發(fā)射射一一顆衛(wèi)顆衛(wèi)星，攜星，攜帶帶一根一根長長20km，電電阻阻為為800的金屬的金屬懸繩懸繩，使使這這根根懸繩懸繩與地磁與地磁場場垂直，做切割磁感垂直，做切割磁感線線運運動動假定假定這這

20、一一范范圍圍內(nèi)的地磁內(nèi)的地磁場場是均勻的磁感是均勻的磁感應(yīng)應(yīng)強強度度為為4105T，且，且認(rèn)認(rèn)為懸繩為懸繩上各點的切割速度和航天上各點的切割速度和航天飛飛機的速度相同根據(jù)理機的速度相同根據(jù)理論設(shè)計論設(shè)計，通，通過過與與電電離離層層(由等離子體由等離子體組組成成)的作用，的作用，懸繩懸繩可可以以產(chǎn)產(chǎn)生生約約3A的感的感應(yīng)電應(yīng)電流，流，試試求：求：(1)金屬金屬懸繩懸繩中中產(chǎn)產(chǎn)生的感生的感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢；(2)懸繩懸繩兩端的兩端的電壓電壓；(3)航航天天飛飛機機繞繞地地球球運運行行一一圈圈懸懸繩繩輸輸出出的的電電能能(已已知知地地球球半徑半徑為為6.4103km)解解析析：將將飛飛機機下下金金屬

21、屬懸懸繩繩切切割割磁磁感感線線產(chǎn)產(chǎn)生生感感應(yīng)應(yīng)電電動動勢勢看看作作電電源源模模型型，當(dāng)當(dāng)它它通通過過電電離離層層放放電電可可看看作作直直流流電電路路模模型型如下圖所示如下圖所示(1)金金 屬屬 繩繩 產(chǎn)產(chǎn) 生生 的的 電電 動動 勢勢 E Blv 4105201036.5103V5.2103V；(2)懸懸繩繩兩兩端端電電壓壓，即即路路端端電電壓壓可可由由閉閉合合電電路路歐歐姆姆定定律律得得UEIr5.2103V3800V2.8103V；答案：答案：(1)5.2103V(2)2.8103V(3)7.6107J在玻璃杯底部裝一在玻璃杯底部裝一電電極，通極，通過導(dǎo)線過導(dǎo)線與與電電源一極相源一極相連連

22、直立的磁直立的磁鐵鐵棒下端固定在玻璃杯底部的中心，往杯內(nèi)加入棒下端固定在玻璃杯底部的中心，往杯內(nèi)加入水水銀銀在玻璃杯的正上方吊一可在玻璃杯的正上方吊一可動導(dǎo)線動導(dǎo)線，導(dǎo)線導(dǎo)線的上端與的上端與電電源的另一極相接，下端浸入玻璃杯中的水源的另一極相接，下端浸入玻璃杯中的水銀銀中由于水中由于水銀銀密度大，密度大，導(dǎo)線導(dǎo)線會會傾傾斜地與水斜地與水銀銀相相連連這樣這樣，可，可動導(dǎo)線動導(dǎo)線、玻、玻璃杯中的水璃杯中的水銀銀、玻璃杯底部的、玻璃杯底部的電電極和極和電電源就構(gòu)成了一個回源就構(gòu)成了一個回路路(如如圖圖)當(dāng)回路中有當(dāng)回路中有電電流通流通過時過時，導(dǎo)線導(dǎo)線會如何運會如何運動動？運？運動時動時，可，可動導(dǎo)

23、線動導(dǎo)線上上產(chǎn)產(chǎn)生感生感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢，是，是動動生生電動勢還電動勢還是感是感生生電動勢電動勢？方向如何？方向如何？答案：答案：當(dāng)可動導(dǎo)線中有電流通過時，導(dǎo)線受安培力作當(dāng)可動導(dǎo)線中有電流通過時，導(dǎo)線受安培力作用，由左手定則判斷可得安培力方向始終與導(dǎo)線和豎直線用，由左手定則判斷可得安培力方向始終與導(dǎo)線和豎直線所在的平面垂直，所以導(dǎo)線會繞著固定在玻璃杯底部的磁所在的平面垂直，所以導(dǎo)線會繞著固定在玻璃杯底部的磁鐵棒的上端不斷轉(zhuǎn)動由于導(dǎo)線不斷切割磁感線，所以導(dǎo)鐵棒的上端不斷轉(zhuǎn)動由于導(dǎo)線不斷切割磁感線，所以導(dǎo)線上產(chǎn)生動生電動勢，方向與電源電動勢反向，在導(dǎo)線中線上產(chǎn)生動生電動勢，方向與電源電動勢反向，在導(dǎo)線中由下端指向上端由下端指向上端