电磁感应现象的两种情况

★洛伦兹力做功吗？
★能量是怎样转化的呢？ F洛
Ｃ
F2
v
-
洛伦兹力不做功， 不提供能量，只是起 Ｄ 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。
F1 Ｕ
ω
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，匀强磁场的 磁感应强度为B，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
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
变化磁场在它周围空间激发 感生电场，非静电力是感生 电场力，由感生电场力对电 荷做功而产生电动势
非静 电力 的来 源 方向
非静电力是洛仑兹力 的分力，由洛仑兹力 对运动电荷作用而产 生电动势 楞次定律或右手定则
闭合导体中的自由电荷在 这种电场下做定向运动
〔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 产生感应电流（感生电 动势）
〔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 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。
结论：在纯电阻电路中， 外力克服安培力做了多少功 R 将有多少热量产生。
× × × × ×
× × × × ×
× × L × × ×
× × × × ×
N
× × v × × ×
课堂总结
动生电动势
特点
感生电动势
原因
非静 电力 的来 源 方向
课堂总结
动生电动势
磁场不变，闭合电路 特点 的整体或局部在磁场 中运动导致回路中磁 通量变化
AB相当于电源
导体切割磁感线
线圈B相当于电源
电键闭合，改变滑动片的位置
动生电动势
AB相当于电源
导体切割磁感线
线圈B相当于Biblioteka Baidu源
电键闭合，改变滑动片的位置
动生电动势
AB相当于电源
导体切割磁感线
磁场变化引 起的电动势
线圈B相当于电源
电键闭合，改变滑动片的位置
动生电动势
AB相当于电源
导体切割磁感线
磁场变化引 起的电动势
非静 电力 的来 源 方向
非静电力是洛仑兹力 的分力，由洛仑兹力 对运动电荷作用而产 生电动势
课堂总结
动生电动势
磁场不变，闭合电路 特点 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 原因 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
R
× × × × ×
× × × × ×
× × L × × ×
× × × × ×
N
× × v × × ×
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，匀强磁场的 磁感应强度为B，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
楞次定律
练习
光滑金属导轨L=0.4 m，电阻不计，均匀变化 的磁场穿过整个导轨平面，如图甲。磁场的磁感 应强度随时间变化的情况如图乙。金属棒ab的电 阻为1Ω，自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1m/s 的速度向右匀速运动， 则( ) v 甲 A.1s末回路中电动势为0.8 V B.1s末ab棒所受磁场力为0.64N C.1s末回路中电动势为1.6 V D.1s末ab棒所受磁场力为1.28N
非静 电力 的来 源 方向
课堂总结
动生电动势
磁场不变，闭合电路 特点 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 原因 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
非静 电力 的来 源 方向
非静电力是洛仑兹力 的分力，由洛仑兹力 对运动电荷作用而产 生电动势
思考与讨论 1. 动生电动势是怎样产生的？ 2. 什么力充当非静电力？
提示 ★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？ ★非静电力与洛伦兹力有关吗？ l
＋＋
Ｃ
-
F电 F电 v F洛
Ｄ
- -
文本呈现：
当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时， 导体棒内部的自由电子要受到洛伦兹力作用， 在洛仑兹力作用下电子沿导线向D 端定向运动， 使D端和C端出现了等量异种电荷，D为负极 （低电势），C为正极（高电势）则导体CD相 当一个电源。
一、理论探究感生电动势的产生
一、理论探究感生电动势的产生
I
I
磁场变强
一、理论探究感生电动势的产生
电流是怎样产生的？
I I
磁场变强
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
磁场变强
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？ 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
Ｃ
Ｄ
二、理论探究动生电动势的产生
思考与讨论 1. 动生电动势是怎样产生的？ 2. 什么力充当非静电力？
提示
★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？ l
Ｃ
-
v
Ｄ
二、理论探究动生电动势的产生
思考与讨论 1. 动生电动势是怎样产生的？ 2. 什么力充当非静电力？
提示 ★导体中的自由电荷受到什 么力的作用？
变化磁场在它周围空间激发 感生电场，非静电力是感生 电场力，由感生电场力对电 荷做功而产生电动势
非静 电力 的来 源 方向
非静电力是洛仑兹力 的分力，由洛仑兹力 对运动电荷作用而产 生电动势 楞次定律或右手定则
课堂总结
动生电动势
磁场不变，闭合电路 特点 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 原因 回路中变化
文本呈现：
当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时， 导体棒内部的自由电子要受到洛伦兹力作用， 在洛仑兹力作用下电子沿导线向D 端定向运动， 使D端和C端出现了等量异种电荷，D为负极 （低电势），C为正极（高电势）则导体CD相 当一个电源。 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。
Ｃ
v
-
Ｄ
探讨：
★洛伦兹力做功吗？
实际应用
电子感应加速器
竖直向上
逆 时 针
顺 时 针
穿过真空室内磁场的方向
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 由感生电场引起的磁 向下 场方向如何
实际应用
电子感应加速器
竖直向上
逆 时 针
顺 时 针
穿过真空室内磁场的方向
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 由感生电场引起的磁 向下 场方向如何 原磁场在增强，即电 流在增大。
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
非静 电力 的来 源 方向
课堂总结
动生电动势
磁场不变，闭合电路 特点 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 原因 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
二、理论探究动生电动势的产生
Ｃ
l v
Ｄ
二、理论探究动生电动势的产生
思考与讨论 1. 动生电动势是怎样产生的？ 2. 什么力充当非静电力？
l v
Ｃ
Ｄ
二、理论探究动生电动势的产生
思考与讨论 1. 动生电动势是怎样产生的？ 2. 什么力充当非静电力？
提示
★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？ l v
〔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 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、 安培定则
实际应用
实际应用
电子感应加速器
感生电动势
线圈B相当于电源
电键闭合，改变滑动片的位置
★回顾电荷在外电路和内电路中的运动。
★回顾电荷在外电路和内电路中的运动。
d c b a
★回顾电荷在外电路和内电路中的运动。
d c b a
★电源电动势的作用是某种非静电力对自 由电荷的作用。
★回顾电荷在外电路和内电路中的运动。
d c b a 化学作用就是我们 所说的非静电力 ★电源电动势的作用是某种非静电力对自 由电荷的作用。
B/T
2
1
乙
t/s
0.5 1.0
0
要使电子沿此方向加 速，感生电场的方向如何
实际应用
电子感应加速器
竖直向上
逆 时 针
顺 时 针
穿过真空室内磁场的方向
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
实际应用
电子感应加速器
竖直向上
逆 时 针
顺 时 针
穿过真空室内磁场的方向
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 由感生电场引起的磁 场方向如何
★导体棒的哪端电势比较高？ l
＋＋
Ｃ
-
v
F洛
Ｄ
- -
二、理论探究动生电动势的产生
思考与讨论 1. 动生电动势是怎样产生的？ 2. 什么力充当非静电力？
提示 ★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？ ★非静电力与洛伦兹力有关吗？ l
＋＋
Ｃ
-
F电 v
F洛
Ｄ
- -
二、理论探究动生电动势的产生
感生电动势
原因
非静 电力 的来 源 方向
课堂总结
动生电动势
磁场不变，闭合电路 特点 的整体或局部在磁场 中运动导致回路中磁 通量变化
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
原因
非静 电力 的来 源 方向
课堂总结
动生电动势
磁场不变，闭合电路 特点 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 原因 回路中变化
课堂总结
动生电动势
磁场不变，闭合电路 特点 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 原因 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
变化磁场在它周围空间激发 感生电场，非静电力是感生 电场力，由感生电场力对电 荷做功而产生电动势
I I
磁场变强
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？ 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
I I
磁场变强
使电荷运动的力难道是变化
的磁场对其施加的力吗？
〔英〕麦克斯韦认为
〔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
〔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
实际应用
电子感应加速器
穿过真空室内磁场的方向
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
实际应用
电子感应加速器
竖直向上
穿过真空室内磁场的方向
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
实际应用
电子感应加速器
竖直向上
逆 时 针
穿过真空室内磁场的方向
由图知电子沿什么方向运动
★能量是怎样转化的呢？
Ｃ
v
-
Ｄ
探讨：
★洛伦兹力做功吗？
★能量是怎样转化的呢？
Ｃ
v
-
Ｕ Ｄ
探讨：
★洛伦兹力做功吗？
★能量是怎样转化的呢？
Ｃ
v
-
Ｕ Ｄ
ω
探讨：
★洛伦兹力做功吗？
★能量是怎样转化的呢？ F洛
Ｃ
v
-
Ｕ Ｄ
ω
探讨：
★洛伦兹力做功吗？
★能量是怎样转化的呢？ F洛
Ｃ
F2
v
-
F1 Ｕ
ω
Ｄ
探讨：
B/T
2
1
乙
t/s
0.5 1.0
0
练习
光滑金属导轨L=0.4 m，电阻不计，均匀变化 的磁场穿过整个导轨平面，如图甲。磁场的磁感 应强度随时间变化的情况如图乙。金属棒ab的电 阻为1Ω，自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1m/s 的速度向右匀速运动， 则( C、D ) v 甲 A.1s末回路中电动势为0.8 V B.1s末ab棒所受磁场力为0.64N C.1s末回路中电动势为1.6 V D.1s末ab棒所受磁场力为1.28N