4.5电磁感应现象的两类情况ppt课件
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电磁感应现象的两类情况ppt课件演示文稿
解析：由题意可知圆形线圈A上产生的感生电动势 ΔB E＝n S＝100×0.02×0.2 V＝0.4 V， Δt E 0.4 V 电路中的电流 I＝ R ＋R ＝ 4 Ω＋6 Ω＝0.04 A. 1 2 电容器充电时的电压 UC＝IR2＝0.04 A×6 Ω＝0.24 V， 2 s后电容器放电的电荷量 Q＝CUC＝30×10－6 F×0.24 V ＝7.2×10－6 C. 答案：0.24 V 7.2×10－6 C
F的方向竖直向下．在力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．结果使导体上端D的电势高于下端C的电势，出现 由D指向C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，当作用在自由电子上的静电力F′与洛伦兹力F 互相平衡时，DC两端便产生了一个稳定的电势差．如果用另 外的导线把CD两端连接起来，由于D端电势比C端高，自由 电子在静电力的作用下将在导线框中沿顺时针方向流动，形 成逆时针方向的感应电流如图乙所示．电荷的流动使CD两端 积累的电荷减少，洛伦兹力又不断地使电子从D端运动到C端， 从而在CD两端维持一个稳定的电动势．
我们知道，常温下的气体是绝缘体，须在6000℃以上才能 电离，这样的高温是难以达到的．为使气体在较低温度下 (3000℃左右)就能电离，可在高温燃烧的气体中添加一定比例 (1%)的容易电离的低电离电位物质(如钾、铯等碱金属化合 物)．磁流体发电机燃烧室产生的高温等离子体经喷管提高流 速，以高温高速进入发电通道，切割磁感线产生电磁感应，并 在电极壁的两极上形成电动势．或者说，离子在洛伦兹力的作 用下，不断奔向两电极，从而形成电势差对外供电．
变化的磁场在闭合导体所在空间产生电场，导体内
电磁感应现象的两类情况 课件
由电荷的电场 静电力
力
导体中自由电 荷所受洛伦兹 力沿导体方向 的分力
感生电动势
动生电动势
回路中相当于电 处于变化磁场中 做切割磁感线运动的导
源的部分
的线圈部分
体
通常由右手定则判断，也 方向判断方法 由楞次定律判断
可由楞次定律判断
大小计算方法
由 E＝nΔΔΦt 计算
通常由 E＝Blvsinθ 计算， 也可由 E＝nΔΔΦt 计算
3．感生电场可用电场线形象描述，但感生电场的电场 线是闭合曲线，所以感生电场又称为涡旋电场．这一点与 静电场不同，静电场的电场线不闭合．
4．感生电场可以对带电粒子做功，可使带电粒子加速 和偏转．
二、感生电动势与动生电动势的对比
感生电动势 动生电动势
产生原因
导体做切割磁 磁场的变化
感线运动
感生电场对自 移动电荷的非
3．感生电场的方向 磁场变化时，垂直磁场的闭合环形回路(可假定 存在)中 感应电流 的方向就表示感生电场的方向.
电磁感应现象中的洛伦兹力
1.成因：导体棒做切割磁感线，导体棒中的自由电荷 随棒一起定向运动，并因此受到 洛伦兹力．
2．动生电动势 (1)定义：如果感应电动势是由于 导体运动 产生的， 它也叫做动生电动势． (2)非静电力：动生电动势中，非静电力是洛伦兹力 沿 导体棒方向的分力．
势 E2＝ΔΔΦt22＝ΔΔBt22S，由 ΔB1＝ΔB2，Δt2＝2Δt1，故 E1＝2E2， 由此可知，A 项正确．
答案：A
电磁感应中的能量转化与守恒
图中虚线为相邻两个匀强磁场区域 1 和 2 的边 界，两个区域的磁场方向相反且都垂直于纸面，磁感应强 度大小都为 B，两个区域的高度都为 L.一质量为 m、电阻 为 R、边长也为 L 的单匝矩形导线框 abcd，从磁场区域 上方某处竖直自由下落，ab 边
力
导体中自由电 荷所受洛伦兹 力沿导体方向 的分力
感生电动势
动生电动势
回路中相当于电 处于变化磁场中 做切割磁感线运动的导
源的部分
的线圈部分
体
通常由右手定则判断，也 方向判断方法 由楞次定律判断
可由楞次定律判断
大小计算方法
由 E＝nΔΔΦt 计算
通常由 E＝Blvsinθ 计算， 也可由 E＝nΔΔΦt 计算
3．感生电场可用电场线形象描述，但感生电场的电场 线是闭合曲线，所以感生电场又称为涡旋电场．这一点与 静电场不同，静电场的电场线不闭合．
4．感生电场可以对带电粒子做功，可使带电粒子加速 和偏转．
二、感生电动势与动生电动势的对比
感生电动势 动生电动势
产生原因
导体做切割磁 磁场的变化
感线运动
感生电场对自 移动电荷的非
3．感生电场的方向 磁场变化时，垂直磁场的闭合环形回路(可假定 存在)中 感应电流 的方向就表示感生电场的方向.
电磁感应现象中的洛伦兹力
1.成因：导体棒做切割磁感线，导体棒中的自由电荷 随棒一起定向运动，并因此受到 洛伦兹力．
2．动生电动势 (1)定义：如果感应电动势是由于 导体运动 产生的， 它也叫做动生电动势． (2)非静电力：动生电动势中，非静电力是洛伦兹力 沿 导体棒方向的分力．
势 E2＝ΔΔΦt22＝ΔΔBt22S，由 ΔB1＝ΔB2，Δt2＝2Δt1，故 E1＝2E2， 由此可知，A 项正确．
答案：A
电磁感应中的能量转化与守恒
图中虚线为相邻两个匀强磁场区域 1 和 2 的边 界，两个区域的磁场方向相反且都垂直于纸面，磁感应强 度大小都为 B，两个区域的高度都为 L.一质量为 m、电阻 为 R、边长也为 L 的单匝矩形导线框 abcd，从磁场区域 上方某处竖直自由下落，ab 边
电磁感应现象的两类情况》课件共15张
向上
2mgR B 2 L2
2mg
作业：
• 1、课后练习2、3、4题 • 2、预习互感和自感
感谢下 载
感谢下 载
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
练习2.如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将
产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说 法中正A确B的是（ ） A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关 C．动生电动势的产生与电场力有关 D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
感生电 动势和 动生电 动势
感生电场:由变化的磁场激发的电场.
感生电动势:由感生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.
练习1.如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由
Hale Waihona Puke 于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，
下列说法中正确A的C 是（ ）
A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场
思考：
在电磁感应现象中，哪一种 作用扮演了非静电力的角色 ？
一、电磁感应现象中的感生电场
1、什么是感生电场？在电磁感应现象中的作用 是什么？
感生电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场 称为感生电场。
在电磁感应现象中的作用使导体产生的电动势
2、什么是感生电动势？ 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
导体做切割 磁感线运动
导体中自由电 荷所受的洛伦 磁力
回路中相当于 处于变化磁场中 电源的部分 的线圈部分
做切割磁感线运 动的导体
方向判断方法 由楞次定律判断 大小计算方法
4.5电磁感应现象的两类情况课件课件课件
产生感应电流（感生电动势）
感生电动势的非 静电力是感生电 场对电荷的作用 力。
感生电场的方向类 似感应电流方向的 判定----楞次定律
实际应用
电子感应加速器
竖直向上
逆 穿过真空室内磁场的方向 时 针 由图知电子沿什么方向运动
要使电子沿此方向加速， 感生电场的方向如何 顺 时 由感生电场引起的磁场方 针 向如何 向下
动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。
探讨：
※洛伦兹力做功吗？
※能量是怎样转化的呢？
洛伦兹力不做功，不提供 能量，只是起传递能量的
作用。即外力克服洛伦 兹力的一个分量F2所 做的功，通过另一个 分量F1转化为感应电 流的能量
F2
-
v1
F洛
F1
v合
实际应用
例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速 运动的速度为V，MN长为L,不计其他电阻求：
第四章 电磁感应
第五节 电磁感应现象的两类情况
导体切割磁感线 电键闭合，改变滑动片的位置
动生电动势
AB相当于电源
磁场变化引 起的电动势 感生电动势
线圈B相当 于电源
△回顾电荷在外电路和内电路中的运动作用是某种 所说的非静电力 非静电力对自由电荷的作用。
一、理论探究感生电动势的产生 电流是怎样产生的？
自由电荷为什么会运动？
I
I
猜想：使电荷运动的力可能是
洛伦兹力、静电力、或者是其它力
使电荷运动的力难道是变化 的磁场对其施加的力吗？
磁场变强
〔英〕麦克斯韦认为，
磁场变化时会在周围空间激发 一种电场-----感生电场
闭合导体中的自由电荷在这种 电场下做定向运动
× × × ×× × × × ××
感生电动势的非 静电力是感生电 场对电荷的作用 力。
感生电场的方向类 似感应电流方向的 判定----楞次定律
实际应用
电子感应加速器
竖直向上
逆 穿过真空室内磁场的方向 时 针 由图知电子沿什么方向运动
要使电子沿此方向加速， 感生电场的方向如何 顺 时 由感生电场引起的磁场方 针 向如何 向下
动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。
探讨：
※洛伦兹力做功吗？
※能量是怎样转化的呢？
洛伦兹力不做功，不提供 能量，只是起传递能量的
作用。即外力克服洛伦 兹力的一个分量F2所 做的功，通过另一个 分量F1转化为感应电 流的能量
F2
-
v1
F洛
F1
v合
实际应用
例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速 运动的速度为V，MN长为L,不计其他电阻求：
第四章 电磁感应
第五节 电磁感应现象的两类情况
导体切割磁感线 电键闭合，改变滑动片的位置
动生电动势
AB相当于电源
磁场变化引 起的电动势 感生电动势
线圈B相当 于电源
△回顾电荷在外电路和内电路中的运动作用是某种 所说的非静电力 非静电力对自由电荷的作用。
一、理论探究感生电动势的产生 电流是怎样产生的？
自由电荷为什么会运动？
I
I
猜想：使电荷运动的力可能是
洛伦兹力、静电力、或者是其它力
使电荷运动的力难道是变化 的磁场对其施加的力吗？
磁场变强
〔英〕麦克斯韦认为，
磁场变化时会在周围空间激发 一种电场-----感生电场
闭合导体中的自由电荷在这种 电场下做定向运动
× × × ×× × × × ××
4.5 电磁感应现象的两种情况ppt
2、导体棒一直运动下去，自由 电荷是否也会沿着导体棒一直运 动下去?为什么?
分析与解答: 自由电荷不会一直运动下去 .因 为C、D两端聚集电荷越来越多， 在CD棒间产生的电场越来越强,当 电场力等于洛伦兹力时 , 自由电荷 不再定向运动.
X X X X
X X
C X
X
X
F 洛 X X lX X v F电 X X D
新课标高中物理选修3－2
第四章
电磁感应
4.5 电磁感应现象的 两类情况
复习电动势相关知识
+ + + + + + + +
+ + +
+ -
电路中电动势的作用是某种非静电力对自由电荷 的作用。
每一个电动势都对应有一种非静电力 ——正是 由于非静电力做功把其它形式的能转化为电能。 问题:感应电动势对应的非静电力是一种什么样的 作用?
2
v
甲
乙
1
0
t/s
0.5 1.0
动生电动势
特点
磁场不变，闭合电路的整 体或局部在磁场中运动导 致回路中磁通量变化 由于S变化引起回路中 变化
感生电动势
闭合回路的任何部分都不 动，空间磁场变化导致回 路中磁通量变化 由于B变化引起回路中变 化
原因
非静电 非静电力是洛仑兹力的分 变化磁场在它周围空间激发 力的来 力，由洛仑兹力对运动电 感生电场，非静电力是感生 电场力，由感生电场力对电 源 荷作用而产生电动势 荷做功而产生电动势 方向
磁场变强
一、感生电场与感生电动势
2、感生电动势：
由感生电场产生的感应电动势. 感生电动势所对应的非静电力是感生电场 对自由电荷的作用.
4.5电磁感应现象的两类情况课件
• (1)若从t＝0时刻起，磁感应强度均匀增加，每 秒增量为k，同时保持棒静止．求棒中的感生 电流．在图上标出感生电流的方向． • (2)在上述(1)情况中，始终保持棒静止，当t＝ t1时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？ • (3)若从t＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当 棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中 不产生感生电流．则磁感应强度应怎样随时间 变化(写出B与t的关系式)?
－4
N
由左手定则知方向向右． 答案：1.44×10－4 N，方向向右
• 【题后总结】该类题目中既有感生电动势，又 有动生电动势，解题时应做正确的过程分析， 分清此过程是感生过程还是切割过程，用相应 的知识计算回路中的感应电动势，再结合电路 力学、能量等知识联立求解此类问题．
• 【针对训练】 3.如图所示，固定在水平桌 面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强 磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦 滑动，此时adcb构成一个边长为l的正方形， 棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时 磁感应强度为B0.
E BLv 解析：感应电动势为 BLv，感应电流 I＝R＝ R ，大小与
2 2 2 2 2 L ′ B L L′ B L v 2 速度成正比， 产生的热量 Q＝I Rt＝ R ·v ＝ R v， B、
L、L′、R 是一样的，两次产生的热量比等于运动速度比．通 BLv L′ BLL′ 过任一截面的电荷量 q＝I· t＝ R ·v ＝ R 与速度无关， 所 以这两个过程中，通过任一截面的电荷量之比应为 1∶1.
2．感生电动势的产生 (1)磁场变化时，感应电动势的成因 感生电场驱 磁场 激发感 产生感应 ―→ ―→ 动自由电荷 ―→ 变化 生电场 电动势 定向移动 (2)感生电场的作用 感生电场对自由电荷的作用就相当于电源内部的非静电 力．
电磁感应现象的两类情况课件
闭合导体中的自由电荷在感 生电场下做定向运动
产生感应电流（感生电动势）
2、感生电场与感生电动势：
感生电场(涡旋电场): 变化的磁场在周围空间激发的电场。
方向: 就是感生电流的方向，用楞次定律判断
感生电场线: 是闭合的曲线。
感生电动势： 由感生电场产生的感应电动势。
感生电动势所对应的非静电力是感生电 场对自由电荷的作用。
洛伦兹力Fe与自由电子速度V垂直不做功；
Fe力的分量:
FFee21克 做服正外功力转做化负 为功 电， 势能。Fe2
V
Fe
即：洛伦兹不提供能量，
Fe1
只是起传递变化引起的 电动势;
金属环为什么 产生电流？
自由电子定向 移动
B
什么力使自由 自由电子受到
电子定向移动？ 力的作用
洛伦兹力、电 猜：会不会是
E
场力、其它力？ 磁场施加的力
假设：变化的 磁场在周围空 间激发的电场
能够解释： 电磁感应现象 中产生的电流
B E
〔英〕麦克斯韦认为：
磁场变化时会在周围空间激 发一种电场-----感生电场
动生电动势的产生: • 问题: 1、动生电动势是怎样产生的？ 2、什么力充当非静电力？
导体棒磁场切割磁感线时，自由电子在洛仑 兹力作用下定向运动。导体棒两端出现了等 量异种电荷，导体棒相当一个电源。
• 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。
探讨：在动生电动势的产生过程中，洛伦兹 力做功吗？能量是怎样转化的？
感生电场是产生 感生电动势的原因。
3、感生电场应用实例---电子感应加速器
电子感应加速器: 应用感生电场来加 速电子的一种设备。
柱形电磁铁：产生变化的磁场; 环形真空管道：是电子运行的轨道 工作过程：
产生感应电流（感生电动势）
2、感生电场与感生电动势：
感生电场(涡旋电场): 变化的磁场在周围空间激发的电场。
方向: 就是感生电流的方向，用楞次定律判断
感生电场线: 是闭合的曲线。
感生电动势： 由感生电场产生的感应电动势。
感生电动势所对应的非静电力是感生电 场对自由电荷的作用。
洛伦兹力Fe与自由电子速度V垂直不做功；
Fe力的分量:
FFee21克 做服正外功力转做化负 为功 电， 势能。Fe2
V
Fe
即：洛伦兹不提供能量，
Fe1
只是起传递变化引起的 电动势;
金属环为什么 产生电流？
自由电子定向 移动
B
什么力使自由 自由电子受到
电子定向移动？ 力的作用
洛伦兹力、电 猜：会不会是
E
场力、其它力？ 磁场施加的力
假设：变化的 磁场在周围空 间激发的电场
能够解释： 电磁感应现象 中产生的电流
B E
〔英〕麦克斯韦认为：
磁场变化时会在周围空间激 发一种电场-----感生电场
动生电动势的产生: • 问题: 1、动生电动势是怎样产生的？ 2、什么力充当非静电力？
导体棒磁场切割磁感线时，自由电子在洛仑 兹力作用下定向运动。导体棒两端出现了等 量异种电荷，导体棒相当一个电源。
• 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。
探讨：在动生电动势的产生过程中，洛伦兹 力做功吗？能量是怎样转化的？
感生电场是产生 感生电动势的原因。
3、感生电场应用实例---电子感应加速器
电子感应加速器: 应用感生电场来加 速电子的一种设备。
柱形电磁铁：产生变化的磁场; 环形真空管道：是电子运行的轨道 工作过程：
电磁感应现象的两类情况-ppt课件
的磁___通__量__发生变化，就会产生_ 感应电动势_；如果电路闭合，
电路中就有_感__应__电__流__。
4.感应电动势的表达式： (1)若回路中的磁场和面积变化引起磁通量的变化，则
E=_______；
(2)若一部分导体在匀强磁场中做垂直切割磁感线运动，
则E=B__lv__。
一、电磁感应现象中的感生电场 1.感生电场：磁场变 1.对感生电场的理解：麦克斯韦在他的电磁理论中指出：变化 的磁场能在周围空间激发电场，这种电场叫感生电场。 (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)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。
减小， 1~2 s安培力为反向增大， 2~3 s为正向减小， 3~4 s
为反向增大，如图所示。
答案： 0.2 F-t图像见标准解答
【名师点评】 解答本类型问题时，一些同学往往不理解图像 的意义，对图像的变化判断错误。如本题中在画图像时一些 同学没有考虑到磁感应强度的变化，误认为安培力是恒力，
得到错解： E= =0.02 V，I=0.2 A，F= BIL=0.04 N， 得 出图像如图所示。
⑤
(2)设撤去外力时棒的速度为v，则由运动学公式得：
v2=2ax
⑥
由动能定理得，棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为：
W=0-
⑦
由功能关系知，撤去外力后回路中产生的焦耳热为：
Q2=-W
⑧
联立⑥⑦⑧式，代入数据得： Q2=1.8 J
⑨
(3)因为撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比为：
Q1 ∶Q2=2∶1
电磁感应图像问题的解决方法 1.明确图像的种类，是B-t图像， Φ-t图像，或者E-t图像还是 I-t图像。 2.分析电磁感应的具体过程。 3.用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。 4.结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律 写出函数关系式。 5.根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距 等。
电路中就有_感__应__电__流__。
4.感应电动势的表达式： (1)若回路中的磁场和面积变化引起磁通量的变化，则
E=_______；
(2)若一部分导体在匀强磁场中做垂直切割磁感线运动，
则E=B__lv__。
一、电磁感应现象中的感生电场 1.感生电场：磁场变 1.对感生电场的理解：麦克斯韦在他的电磁理论中指出：变化 的磁场能在周围空间激发电场，这种电场叫感生电场。 (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)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。
减小， 1~2 s安培力为反向增大， 2~3 s为正向减小， 3~4 s
为反向增大，如图所示。
答案： 0.2 F-t图像见标准解答
【名师点评】 解答本类型问题时，一些同学往往不理解图像 的意义，对图像的变化判断错误。如本题中在画图像时一些 同学没有考虑到磁感应强度的变化，误认为安培力是恒力，
得到错解： E= =0.02 V，I=0.2 A，F= BIL=0.04 N， 得 出图像如图所示。
⑤
(2)设撤去外力时棒的速度为v，则由运动学公式得：
v2=2ax
⑥
由动能定理得，棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为：
W=0-
⑦
由功能关系知，撤去外力后回路中产生的焦耳热为：
Q2=-W
⑧
联立⑥⑦⑧式，代入数据得： Q2=1.8 J
⑨
(3)因为撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比为：
Q1 ∶Q2=2∶1
电磁感应图像问题的解决方法 1.明确图像的种类，是B-t图像， Φ-t图像，或者E-t图像还是 I-t图像。 2.分析电磁感应的具体过程。 3.用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。 4.结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律 写出函数关系式。 5.根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距 等。
《5 电磁感应现象的两类情况》PPT课件(安徽省县级优课)
实际应用：能量的转化与守恒
例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速 运动的速度为V，MN长为L,电阻为R,不计其他电阻求：
（1）导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向？
（2）导体MN受到的外力的大小和方向？
（3）MN向右运动S位移，外力克服安培力做功的表达 式是什么？
（4）在此过程中感应电流做功是多少？ M
选修3-2
第五节
电磁感应现象的两类情况
法拉第把引起感应电流的原因概括为五类，它们都与变化 和运动有联系。 变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、 在磁场中运动的导体。——电磁感应现象
1、感应电流的产生条件？
（1）闭合回路 （2）磁通量变化
2、法拉第电磁感应定律
（1）E n
感应电动势
一、闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化， 闭合电路中产生了感应电动势麦克斯韦源自磁场变化时会在 周围空间激发一种电场
感生电场
导体中的自由电荷发生定向运动
感应电流 楞次定律
感生电动势
微观应用：电子感应加速器
问题1：使电子加速的原理是什么？ 电磁铁线圈中电流 可以变化
产生变化的磁场
激发产生感生电场 电子受到电场力加速运动 问题2：如何判断感生电场的方向？ 感应电流的方向即感生电场的方向
麦克斯韦的主要贡献是建立了麦克斯韦方程组， 创立了经典电动力学，并且预言了电磁波的存在， 提出了光的电磁说。麦克斯韦是电磁学理论的集 大成者。他出生于电磁学理论奠基人法拉第提出 电磁感应定理的1831年，后来又与法拉第结成 忘年之交，共同构筑了电磁学理论的科学体系。 物理学历史上认为牛顿的经典力学打开了机械时 代的大门，而麦克斯韦电磁学理论则为电气时代 奠定了基石。
新版物理 4.5电磁感应现象的两类情况 (共22张PPT)学习PPT
光滑导轨保持良好接触的金属杆 ab、cd 质量均为 m，电阻均为 R，若要使 cd 静止不动，则 ab 杆应向_______运动，速度大小为 _______，作用于 ab 杆上的外力大小是________。
焦耳热，C 对 D 错。 二、洛伦兹力与动生电动势
第四代照明灯具：寿命是白炽灯的 100 倍，节能比传统意义节能灯还节能一倍。 在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。
滑，上升高度为 h，如图所示。则在此过程中 ( C )
A. 恒力 F 在数值上等于 mgsinθ B. 恒力 F 对金属棒 ab 所做的功等于 mgh C. 恒力 F 与重力的合力对金属棒 ab 所做
的功等于电阻 R上释放的焦耳热 D. 恒力 F 与重力的合力对金属棒 ab所做
的功等于零
解析：金属棒 ab 沿导轨匀速上滑，合外力为零，恒力 F 在 动能不变，拉力做功等于克服重力和安培力做功，克服重力做的功等于重力势能的增加，克服安培力做的功最终转化为电阻 R上释放的
哪些办法可以使电路中产生感应电动势？
(1) S 不变，B 变化 (2) B 不变，S 变化
线圈 B 相当 于电源
导体棒 AB 相当于电源
A B
B A
开关闭合，改变滑动片的位置
导体切割磁感线
1. 电路中电动势的作用是某种非静 电力对自由电荷的作用。 2. 每一个电动势都对应有一种非静 电力—正是由于非静电力做功把其 他形式的能转化为电能。
焦耳热，故 B 错； 而产生电动势
由于 S 变化引起回路中 变化
而产生电动势
楞次定律或右手定则
楞次定律
一、感生电场与感生电动势 二、洛伦兹力与动生电动势
动生电动势的大小：E = BLv
1. 如图所示，两根相距为 L 的竖直平行金属导轨位于磁
焦耳热，C 对 D 错。 二、洛伦兹力与动生电动势
第四代照明灯具：寿命是白炽灯的 100 倍，节能比传统意义节能灯还节能一倍。 在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。
滑，上升高度为 h，如图所示。则在此过程中 ( C )
A. 恒力 F 在数值上等于 mgsinθ B. 恒力 F 对金属棒 ab 所做的功等于 mgh C. 恒力 F 与重力的合力对金属棒 ab 所做
的功等于电阻 R上释放的焦耳热 D. 恒力 F 与重力的合力对金属棒 ab所做
的功等于零
解析：金属棒 ab 沿导轨匀速上滑，合外力为零，恒力 F 在 动能不变，拉力做功等于克服重力和安培力做功，克服重力做的功等于重力势能的增加，克服安培力做的功最终转化为电阻 R上释放的
哪些办法可以使电路中产生感应电动势？
(1) S 不变，B 变化 (2) B 不变，S 变化
线圈 B 相当 于电源
导体棒 AB 相当于电源
A B
B A
开关闭合，改变滑动片的位置
导体切割磁感线
1. 电路中电动势的作用是某种非静 电力对自由电荷的作用。 2. 每一个电动势都对应有一种非静 电力—正是由于非静电力做功把其 他形式的能转化为电能。
焦耳热，故 B 错； 而产生电动势
由于 S 变化引起回路中 变化
而产生电动势
楞次定律或右手定则
楞次定律
一、感生电场与感生电动势 二、洛伦兹力与动生电动势
动生电动势的大小：E = BLv
1. 如图所示，两根相距为 L 的竖直平行金属导轨位于磁
电磁感应现象的两类情况-23页PPT精品文档
五、作业
1、课后题 第1、2、3题
谢谢！
23
一、感生电场与感生电动势
总结：
感生电动势在电路中的作用就是电源， 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.
感应电场（也叫感生电场）是产生感应 电流或感应电动势的原因,感应电场的方 向同样可由楞次定律判断.
二、洛伦兹力与动生电动势
1、自由电荷只能沿导体棒方向
二、洛伦兹力与动生电动势
到洛伦兹力的作用,从D端搬到C端,这里,洛伦兹力
就相当于电源中的非静电力,根据电动势的定义,
电动势等于单位正电荷从负极通过电源内部移动
到正极非静电力所做的功,作用在单位正电荷上的
洛伦兹力
F F洛
与法拉第电磁感应定律得到的结果一致.
二、洛伦兹力与动生电动势
是由于导体棒中自由电子受到洛伦兹力而形成的
导体切割磁感线产生的电动势的大小与哪些 因素有关?
磁感应强度、导体棒运动速度、导体棒的长度
它是通过什么力做功将其它形式的能转化为 电能的?
是由于洛伦兹力对电荷做功
二、洛伦兹力与动生电动势
CD
L
V
F洛 F电
二、洛伦兹力与动生电动势
运动的导体CD就是一个电源，C为正极,正电荷受
一、感生电场与感生电动势
由电磁感应可知：
闭合电路位于变化的磁场中必然引 起电路中磁通量的变化，从而产 生感应电流。
磁场变强
思考：导线中的电荷此时定向 变化的磁场会在空间激 移动形成电流，那么一定有力 发一种电场,这种电场对 使电子移动，这个力究竟是什 电荷会产生力的作用 么力呢？
一、感生电场与感生电动势
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非 静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动 势叫动生电动势
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4.5电磁感应现象的两类情况 -----------------
1
复习巩固：
思考1： 从功、能方面来看电源的作用是什么？
作用：从功、能方面来看，由于非静电力克服 电场力做功；从而将其他形式的能转化为电势 能。
+ 正极
F电
F非 +
负极
电源
对于干电池：
F非：是化学作用； 能量转化：E化 E电
如图：假设在电源正、负极之间连一根导线.
感生电场线
6
一、感生电场和感生电动势 3、感生电场的方向： 判断方法：类似感应电流的判断方法（右手定则）；
（注意：感生电场的电场线是闭合曲线与静电场 的电场线不同。）
磁Байду номын сангаас变强 B
I
金属圆环
感生电场线
7
4、感生电动势中的非静电力：
是感生电场对自由电荷的作用力。
5、感生电动势中的能量转化：
E其化
E电
结论：在纯电阻电路中，外力克服安培力做了多少 功将有多少热量产生。
R
M
× × × ×× × × × ×× × × L× ×× V × × × ×× × × × ××
N
15
课堂总结 感应电动势：
感生电动势 动生电动势
感生电动势和 动生电动势
2、感生电场:由变化的磁场激发的电场. 3、感生电动势:由感生电场产生的感应
18
例2、如图，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整 个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将（ ）
A、沿顺时针方向运动 B、沿逆时针方向运动 C、在原位置A附近往复运动 D、仍然保持静止状态
F
19
• 例3、有一面积为S=100cm2 的金属环，电阻为R=0.1Ω如左图所示，环中磁场变化规律 如右图所示，且方向垂直环向里，在t1和t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过 金属环的电荷量为多少？
于电源；哪么此时C、D两端中哪端相当于电源
的正极？
-
;.
11
二、洛仑兹力与动生电动势
思考7：
1、动生电动势是怎样产生的？
2、什么力充当非静电力？
提示
回答2、洛仑兹力。
※导体中的自由电荷受到 什么力的作用？
※导体棒的哪端电势比较高？
回答1、动生电动势产生的机理是： 自由电荷随着导线棒运动，并因此受到洛伦兹力的作 用从而在导体棒两端形成电势差。
电动势称为感生电动势.
1、动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势
16
;.
17
例1、如图，两个相连的金属圆环，粗金属圆环的电阻为细金属圆环电阻的一半。磁场垂 直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应随时间均匀变化时，在粗环里产生的感应电动 势为E，则ab两点间的电势差为（ ）
A．E/2 B．E/3 C．2E/3 D．E C
d
t=495s
21
由q： nnS B0.C 01
RR
20
例4：如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B0=0.5T，并且以△B/△t=0.1T/S在 增加.水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽d=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。
金属圆环
产生感应电流（感应电动势） ;.
感生电场线 5
一、感生电场和感生电动势
1、感生电场（涡流电场） ：变化的磁场在其周围空间 激发一种电场。
2、感生电动势：由感生电场（涡流电场）产生的 电动势称为感生电动势。
磁场变强 B
思考5：
I
如图：当B增大时，如何来判断感生电场（涡流电场） 的方向呢？
金属圆环 3、感生电场的方向：
思考7： 1、动生电动势是怎样产生的？ 2、什么力充当非静电力？ 3、达平衡状态时，C、D两端间的电势差是多 少？ 4、电子从C到D 的过程中，磁场对电子的洛仑兹力 做了多少功？
W洛=0
;.
＋＋
F电
-
v
F洛
E --
14
实际应用
例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速运动的速度为V，MN长为L,不计 其他电阻求： （1）导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向？ （2）导体MN受到的外力的大小和方向？ （3）MN向右运动S位移，外力克服安培力做功的表达式是什么？ （4）在此过程中感应电流做功是多少？
;.
＋＋
-
v
F洛
--
12
二、洛仑兹力与动生电动势
思考7：
1、动生电动势是怎样产生的？ 2、什么力充当非静电力？ 3、达平衡状态时，C、D两端间的电势差是多 少？ 当：F电=F洛时，有：
当： qE电=qvB=qU/L
U=E电d=BvL
即：E＝BLV
;.
＋＋
F电
-
v
F洛
- E-
13
二、洛仑兹力与动生电动势
磁场变强 B
I
金属圆环 感生电场线
8
如图：绝缘管内壁光滑，一带正电的小球静止于a点；当磁感应强度B增大时，问： 带电小球将如何运动？
E感
+a
9
教科书P19
电流由小变大。
-
V
10
二、洛仑兹力与动生电动势 1、动生电动势：指导体切割磁感线产生的电动势。
思考6： +
导体棒向右运动切割磁感线时，导体棒就相当
E 思考2：导线中电场的方向？
I 导线
电场线保持和导线平行(与电流方向相同)。
+
+
+
+
A+
+ ++ +
+
F非
+ 正极
+
P +P
电源
_ __
_
_
_B _
-_
--
负极 -
3
思考3：以下两种电磁感应现象中，哪部分导体相当于电源？ 由磁场变化引起的电动势
开关闭合（断开），或改变滑动 片的位置。
感生电动势
线圈B相当于电 源
由导体运动引起的电动势
动生电动势
导体切割磁感线。
AB相当于电源
4
一、感生电场和感生电动势 思考4：
如图：当磁场增强时,金属圆环内将产生感应电动势.在这 种情况下E感是怎样产生的呢?
磁场变强 B
〔19世纪.60年代英〕麦克斯韦认为
变化的磁场会在其周围空间激发一种电场-----感生电场 (涡流电场)
闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动
1
复习巩固：
思考1： 从功、能方面来看电源的作用是什么？
作用：从功、能方面来看，由于非静电力克服 电场力做功；从而将其他形式的能转化为电势 能。
+ 正极
F电
F非 +
负极
电源
对于干电池：
F非：是化学作用； 能量转化：E化 E电
如图：假设在电源正、负极之间连一根导线.
感生电场线
6
一、感生电场和感生电动势 3、感生电场的方向： 判断方法：类似感应电流的判断方法（右手定则）；
（注意：感生电场的电场线是闭合曲线与静电场 的电场线不同。）
磁Байду номын сангаас变强 B
I
金属圆环
感生电场线
7
4、感生电动势中的非静电力：
是感生电场对自由电荷的作用力。
5、感生电动势中的能量转化：
E其化
E电
结论：在纯电阻电路中，外力克服安培力做了多少 功将有多少热量产生。
R
M
× × × ×× × × × ×× × × L× ×× V × × × ×× × × × ××
N
15
课堂总结 感应电动势：
感生电动势 动生电动势
感生电动势和 动生电动势
2、感生电场:由变化的磁场激发的电场. 3、感生电动势:由感生电场产生的感应
18
例2、如图，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整 个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将（ ）
A、沿顺时针方向运动 B、沿逆时针方向运动 C、在原位置A附近往复运动 D、仍然保持静止状态
F
19
• 例3、有一面积为S=100cm2 的金属环，电阻为R=0.1Ω如左图所示，环中磁场变化规律 如右图所示，且方向垂直环向里，在t1和t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过 金属环的电荷量为多少？
于电源；哪么此时C、D两端中哪端相当于电源
的正极？
-
;.
11
二、洛仑兹力与动生电动势
思考7：
1、动生电动势是怎样产生的？
2、什么力充当非静电力？
提示
回答2、洛仑兹力。
※导体中的自由电荷受到 什么力的作用？
※导体棒的哪端电势比较高？
回答1、动生电动势产生的机理是： 自由电荷随着导线棒运动，并因此受到洛伦兹力的作 用从而在导体棒两端形成电势差。
电动势称为感生电动势.
1、动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势
16
;.
17
例1、如图，两个相连的金属圆环，粗金属圆环的电阻为细金属圆环电阻的一半。磁场垂 直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应随时间均匀变化时，在粗环里产生的感应电动 势为E，则ab两点间的电势差为（ ）
A．E/2 B．E/3 C．2E/3 D．E C
d
t=495s
21
由q： nnS B0.C 01
RR
20
例4：如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B0=0.5T，并且以△B/△t=0.1T/S在 增加.水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽d=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。
金属圆环
产生感应电流（感应电动势） ;.
感生电场线 5
一、感生电场和感生电动势
1、感生电场（涡流电场） ：变化的磁场在其周围空间 激发一种电场。
2、感生电动势：由感生电场（涡流电场）产生的 电动势称为感生电动势。
磁场变强 B
思考5：
I
如图：当B增大时，如何来判断感生电场（涡流电场） 的方向呢？
金属圆环 3、感生电场的方向：
思考7： 1、动生电动势是怎样产生的？ 2、什么力充当非静电力？ 3、达平衡状态时，C、D两端间的电势差是多 少？ 4、电子从C到D 的过程中，磁场对电子的洛仑兹力 做了多少功？
W洛=0
;.
＋＋
F电
-
v
F洛
E --
14
实际应用
例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速运动的速度为V，MN长为L,不计 其他电阻求： （1）导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向？ （2）导体MN受到的外力的大小和方向？ （3）MN向右运动S位移，外力克服安培力做功的表达式是什么？ （4）在此过程中感应电流做功是多少？
;.
＋＋
-
v
F洛
--
12
二、洛仑兹力与动生电动势
思考7：
1、动生电动势是怎样产生的？ 2、什么力充当非静电力？ 3、达平衡状态时，C、D两端间的电势差是多 少？ 当：F电=F洛时，有：
当： qE电=qvB=qU/L
U=E电d=BvL
即：E＝BLV
;.
＋＋
F电
-
v
F洛
- E-
13
二、洛仑兹力与动生电动势
磁场变强 B
I
金属圆环 感生电场线
8
如图：绝缘管内壁光滑，一带正电的小球静止于a点；当磁感应强度B增大时，问： 带电小球将如何运动？
E感
+a
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教科书P19
电流由小变大。
-
V
10
二、洛仑兹力与动生电动势 1、动生电动势：指导体切割磁感线产生的电动势。
思考6： +
导体棒向右运动切割磁感线时，导体棒就相当
E 思考2：导线中电场的方向？
I 导线
电场线保持和导线平行(与电流方向相同)。
+
+
+
+
A+
+ ++ +
+
F非
+ 正极
+
P +P
电源
_ __
_
_
_B _
-_
--
负极 -
3
思考3：以下两种电磁感应现象中，哪部分导体相当于电源？ 由磁场变化引起的电动势
开关闭合（断开），或改变滑动 片的位置。
感生电动势
线圈B相当于电 源
由导体运动引起的电动势
动生电动势
导体切割磁感线。
AB相当于电源
4
一、感生电场和感生电动势 思考4：
如图：当磁场增强时,金属圆环内将产生感应电动势.在这 种情况下E感是怎样产生的呢?
磁场变强 B
〔19世纪.60年代英〕麦克斯韦认为
变化的磁场会在其周围空间激发一种电场-----感生电场 (涡流电场)
闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动