电磁感应定律的应用及实例

D端电势高
问题4：如果用导线把C、D两端连到磁场外的一 个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向？ CD相当于电源，电源内部，电流由低电势流向高 电势，电流方向是C到D
动生电动势的表达式： 作用在单位正电荷的洛伦兹力为 F=F 洛/e=vB 则动生电动势为：E=FL=BLv
结论：与法拉第电磁感应定律得到的结 果一致
高中物理新人教版 选修３-２系列课件
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第四章《电磁感应》
第五节
《电磁感应定律的应用》
教 学 目 标
• • • • • • • • • • • （一）知识与技能 1．知道感生电场。 2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。 （二）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。 （三）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：感生电动势与动生电动势的概念。 教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。 教学方法：讨论法，讲练结合法 教学用具：多媒体课件
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二、洛仑兹力与动生电动势 1、动生电动势：磁场不变，由导体运动引 起磁通量的变化而产生的感应电动势 2、产生机理： 问题1：自由电荷会随着导线棒运动，并因 此受到洛伦兹力，导体中自由电荷的合运 动在空间大致沿什么方向运动？（为正电 荷） 由左手定则可知，自由电荷将受到由C到D 的力，所以自由电荷沿导线向下运动
• 例3、有一面积为S=100cm2 的金属环，电阻为 E=0.1Ω如图所示，环中磁场变化规律如图所示， 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？
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。
一、感应电场与感生电动势 1、感应电场：变化的磁场在其周围空间激发的电 场称为感应电场 特征：由于磁场的强弱变化，闭合电路中产生了 感应电流，电路中的自由电荷是在感应电场作用 下定向移动的，即由于感应电场的变化，在电路 中形成了感应磁场，感应电场为涡旋电场。
注：静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场电场线是 由正电荷出发，终于负电荷，电场线是不闭合的，而感 应电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。
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
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、在原位置附近往复运动 D、仍然保持静止状态
问题2：导体棒一直运动下去，自由电荷是否会沿 着导体棒一直运动下去吗？为什么？ 不会，因为正电荷向D运动，C端将出现过剩负电 荷，D端出现过剩正电荷，结果导体上端电势低 于下端电势，形成由下端D指向上端C的静电场， 正电荷的力向上，与洛仑兹力方向相反，当F洛 =F静电时，自由电荷不再运动 问题3：导体的棒的哪端电势比较高？
当磁场增强时，产生的感应电场是与磁场方向垂直的曲线， 如果此空间存在闭合导线，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
2、感应电动势：由感生电场使导体产生的 电动势叫感生电动势（导线不动，磁场随 时间变化时在导线产生的感应电动势） 1）作用：在电路的作用就是电源，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 2）产生原因：涡旋电场产生的电场力作为 一种非静电力在导体中产生感生电动势