《电磁感应现象的两类情况》课件
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电磁感应现象的两类情况 课件
解析 (2)3 s 内回路中磁通量的变化量 ΔΦ＝BS－0＝0.2×12×15×5 3 Wb＝152 3 Wb
3 s 内电路产生的平均感应电动势为：
15 3
E＝ΔΔΦt ＝
2 3
V＝52 3 V.
答案 (1)5 3 m 5 3 V 1.06 A
(2)152 3 Wb
5 2
3V
图5
四、导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的计算
2.E＝Blv 是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的具体表达式. (1)当 v 为平均速度时，E 为 平均 感应电动势. (2)当 v 为瞬时速度时，E 为 瞬时 感应电动势.
3.当同时存在感生电动势与动生电动势时，总电动势等于两者的 代数和 .两者在方向相同 时 相加 ，方向相反时 相减 .(方向相同或相反是指感应电流在回路中的方向)
一、对感生电场的理解
例 1 某空间出现了如图 3 所示的一组闭合的电场线，这可能是 A.沿 AB 方向磁场在迅速减弱 B.沿 AB 方向磁场在迅速增强 C.沿 BA 方向磁场在迅速增强 磁场产 生电场
楞次定律
图3
四指环绕方向即为 感应电场的方向
二、动生电动势的理解与应用
例 4 长为 l 的金属棒 ab 以 a 点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 ω 做匀速转动，
如图 6 所示，磁感应强度为 B.求：
(1)ab 棒的平均速率.
(2)ab 两端的电势差.
图6
(3)经时间 Δt 金属棒 ab 所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？
解析 (1)ab 棒的平均速率 v ＝va＋2 vb＝0＋2ωl＝12ωl (2)ab 两端的电势差：E＝Bl v ＝12Bl2ω
电磁感应现象的两类情况 课件
线圈平面，先后两次将线圈从同一位置匀速地
拉出有界磁场，第一次拉出时速度为 v1＝v0， 图 4-5-8 第二次拉出时速度为 v2＝2v0，前后两次拉出线圈的过程中，下
列说法错误的是
()
A．线圈中感应电流之比是 1∶2
B．线圈中产生的热量之比是 2∶1
C．沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为 1∶2
(3)导体棒受到的安培力
F＝BIl＝(B0＋kx)Il＝0.4(1＋x) 安培力随位置线性变化，则安培力做功
WF＝12[B0＋(B0＋kx)]Ilx
代入数据得 WF＝1.6 J。
答案：(1)2 A
2 (2)3 m/s
(3)1.6 J
电磁感应现象中的能量转化与守恒
电磁感应现象中的能量转化 (1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能， 若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能。 (2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做 功，把机械能或其他形式的能转化为电能。克服安培力做多少功， 就产生多少电能。若电路是纯电阻电路，转化过来的电能也将全 部转化为电阻的内能。
而电阻 R 上产生的热量为 QR＝R＋R r Q 总
代入数据解得 QR＝3.5 J。 答案：(1)6 m/s (2)3.5 J
图456
(1)回路中的电流； (2)金属棒在 x＝2 m 处的速度； (3)金属棒从 x＝0 运动到 x＝2 m 过程中安培力做功的大小。 解析：(1)电阻上消耗的功率不变，即回路电流不变，在 x＝0 处有 E＝B0lv0＝0.4 V，I＝R＋E r＝2 A。 (2)由题意，磁感应强度 B＝B0＋kx 考虑到电流恒定，在 x＝2 m 处有BR0＋lvr0＝B0R＋＋kxrlv 得 v＝23 m/s。
电磁感应现象的两类情况 课件
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
1．动生电动势原因分析．
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洛伦兹力作用而引起的．
如下图甲所示，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.
有：
FN＝mgcos θ Ff＝μmgcos θ B2L2v
由①②③可得：F 安＝ R .
以 ab 为研究对象，根据牛顿第二定律应有： mgsin θ－μmgcos
θ－B2LR2v＝ma；
ab 做加速度减小的变加速运动，当 a＝0 时速度达最大．因此，
ab 达到 vm 时应有： mgsin θ－μmgcos θ－B2LR2v＝0④
的洛伦兹力 F＝Fe洛＝vB，
于是，动生电动势就是：E＝Fl＝Blv.
上式与法拉第电磁感应定律得到的结果一致． 2．动生电动势与感生电动势的区别． (1)相当于电源的部分不同． 由于导体运动而产生电动势时，运动部分的导体相当 于电源，而由于磁场变化产生感应电动势时，磁场穿过的线 圈部分相当于电源．
(2)方向．
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
(
2
)
在
上
述
(
1
)
情
况
中
，
始
终保
持
棒
静
止
，
当
t＝
t
时
1
需
加
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，可使棒中不产生感应电 流，则磁感应强度应怎样随时间变化？(写出B与t的 关系式)
【解析】 (1)感应电动势 E＝ΔΔΦt ＝kl2， 感应电流 I＝ER＝kRl2，由楞次定律可判定感应电流方向 为逆时针． (2)t＝t1 时，B＝B0＋kt1，F＝BIl，所以 F＝(B0＋kt1)kRl3. (3)使棒中不产生感应电流，则应保持总磁通量不变，即 Bl(l＋vt)＝B0l2，所以 B＝l＋B0vl t.
【答案】 AD
【方法总结】
(1)变化的磁场产生感生电场．
(2)感生电场或感生电动势的方向可根据楞次定律运用
右手定则判断与判断感应电流方向的方法相同，其思路如
下
：
磁
通
量
的
变
化
情
况
楞次定律 楞次定律
感
应
电
流
磁
场
的
方
向
右 右手 手螺 螺旋 旋定 定则 则感应电场方向(即感应电动势方向)．
(3)感生电动势的大小 E＝nΔΔΦt .
【答案】 BC
【方法总结】
关于切割类的二次感应问题，导体切割磁感线的运动 方向，决定可能产生二次感应的磁通量的方向，导体 切割速度的变化，决定着产生二次感应的磁通量的变 化，只有切割速度变化时，才可能产生二次感应．
电磁感应现象的两类情况完整版课件
A．30mV C．0.3mV
B．3mV D．0.03mV
答案：C
解析：鸽子两翅展开可达30cm左右，所以E＝BLv＝ 0.5×10－4×0.3×20V＝0.3mV。
二、电磁感应现象中的能量转化与守恒 1．电磁感应现象中的能量转化方式 (1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为 电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为 电阻的内能。
(2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培 力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能。克服安培力 做多少功，就产生多少电能。若电路是纯电阻电路，转化过 来的电能也将全部转化为电阻的内能。
2．求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路 (1)分析回路，分清电源和外电路。 在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变 化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源， 其余部分相当于外电路。 (2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生 了转化。 (3)根据能量守恒列方程求解。
3．导体切割磁感线时的能量转化 当闭合电路的一部分导体切割磁感线时，回路中产生感 应电流，导体受到安培力的作用。安__培__力__阻碍导体的切割运 动，要维持匀速运动，外力必须__克__服__安__培__力__做__功_，因此产生 感应电流的过程就是__其__他__形__式___的能转变为电能的过程。
知识体系构建
考点题型设计
题型1 对感生电动势的理解及应用
如下图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨
ab、cd的间距l1＝0.5m，金属棒ad与导轨左端bc的距离l2＝ 0.8m，整个闭合回路的电阻为R＝0.2Ω，匀强磁场的方向竖
直向下穿过整个回路．ad杆通过细绳跨过定滑轮接一个质
量为m＝0.04kg的物体，不计一切摩擦，现使磁感应强度从
电磁感应现象的两类情况 课件
次定律判断
通常由 E=Blvsin θ 计算,也可由
Φ
E=n t 计算
思考探究
动生电动势的产生与电路闭合还是断开有关吗?
答案:无关。无论电路闭合还是断开,只要有导体做切割磁感线
的运动,电路中就有动生电动势产生。
典题例解
【例 2】如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根
导轨每米的电阻为 r0=0.10 Ω,导轨的端点 P、Q 用电阻可以忽略的
产生原因
移动电荷
的非静
电力
回路中相
当于电源
的部分
方向判断
方法
大小计算
方法
感应电动势
动生电动势
磁场的变化
导体做切割磁感线运动
感生电场对自由
电荷的电场力
导体中自由电荷所受洛伦兹
力沿导体方向的分力
处于变化磁场中
的线圈部分
做切割磁感线运动的导体
由楞次定律判断
Φ
由 E=n t 计算
通常由右手定则判断,也可由楞
Δ
,
Δ
=n
=
总
=
Δ
,q=
总Δ
Δ
Δt= ,即电荷量与磁通量的变化量成正
总
比,与磁通量的变化率无关。
案例探究
如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd,线圈平面与磁场
垂直。已知线圈的匝数 N=100,边长 ab=1.0 m、bc=0.5 m,电阻 r=2
Ω。磁感应强度 B 在 0~1 s 内从零均匀变化到 0.2 T。在 1~5 s 内从
Δ
答案:(1) 8
=
2 2
。
8
2 2
(2) 8
二、
通常由 E=Blvsin θ 计算,也可由
Φ
E=n t 计算
思考探究
动生电动势的产生与电路闭合还是断开有关吗?
答案:无关。无论电路闭合还是断开,只要有导体做切割磁感线
的运动,电路中就有动生电动势产生。
典题例解
【例 2】如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根
导轨每米的电阻为 r0=0.10 Ω,导轨的端点 P、Q 用电阻可以忽略的
产生原因
移动电荷
的非静
电力
回路中相
当于电源
的部分
方向判断
方法
大小计算
方法
感应电动势
动生电动势
磁场的变化
导体做切割磁感线运动
感生电场对自由
电荷的电场力
导体中自由电荷所受洛伦兹
力沿导体方向的分力
处于变化磁场中
的线圈部分
做切割磁感线运动的导体
由楞次定律判断
Φ
由 E=n t 计算
通常由右手定则判断,也可由楞
Δ
,
Δ
=n
=
总
=
Δ
,q=
总Δ
Δ
Δt= ,即电荷量与磁通量的变化量成正
总
比,与磁通量的变化率无关。
案例探究
如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd,线圈平面与磁场
垂直。已知线圈的匝数 N=100,边长 ab=1.0 m、bc=0.5 m,电阻 r=2
Ω。磁感应强度 B 在 0~1 s 内从零均匀变化到 0.2 T。在 1~5 s 内从
Δ
答案:(1) 8
=
2 2
。
8
2 2
(2) 8
二、
电磁感应现象的两类情况课件
（2）上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？
小结
探究一 电磁感应现象中的感生电场
1.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的． 2.感生电场的方向可由楞次定律判断．
如图所示，当磁场增强时，产生的感生电场 是与磁场方向垂直且阻碍磁场增强的电场． 3.感生电场的存在与是否存在闭合电路无关． 4.感生电动势大小：E＝nΔΦ/Δt.
探究二 电磁感应现象中的洛伦兹力
如图所示，导体棒CD在均匀磁场中运动．
自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到 洛伦兹力．导体中自由电荷相对纸面的运 动在空间大致沿什么方向？为了方便，可 以认为导体中的自由电荷是正电荷．
小结
探究二 电磁感应现象中的洛伦兹力
1．产生：导体切割磁感线产生的电动 势是由于自由电荷受到洛伦兹力的作用 而定向移动，沿导体的分力使电子沿导 体向下运动，使导体下端出现过剩负电 荷，导体上端出现过剩的正电荷，导体 棒相当于电源，如图所示．
功的代数和为零．结果仍然是洛伦兹力并不提供能量， 而只是起传递能量的作用，即外力克服洛伦兹力的一个
分力F2所做的功通过另一个分力F1转化为能量．
随堂巩固训练
1．关于电磁感应现象中的感生电场，下列说法正 确的是( ) A．感生电场不同于静电场，其电场线是闭合曲线
B．由感生电场产生的感生电动势的表达式为E＝n
导体棒中有电流，所受安培力向哪个方向？ 请从能的角度定量了解动生电动势。
v
利用洛伦兹力推导动生电动势公式
稳定状态，洛伦兹力与电场力平 衡，电动势大小导体两端电压
UeEEBLevU BLv
L
B
FF 安
e
v
F eE
动生电动势与洛伦兹力有关，是不
是意味着洛伦兹力做功呢？
小结
探究一 电磁感应现象中的感生电场
1.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的． 2.感生电场的方向可由楞次定律判断．
如图所示，当磁场增强时，产生的感生电场 是与磁场方向垂直且阻碍磁场增强的电场． 3.感生电场的存在与是否存在闭合电路无关． 4.感生电动势大小：E＝nΔΦ/Δt.
探究二 电磁感应现象中的洛伦兹力
如图所示，导体棒CD在均匀磁场中运动．
自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到 洛伦兹力．导体中自由电荷相对纸面的运 动在空间大致沿什么方向？为了方便，可 以认为导体中的自由电荷是正电荷．
小结
探究二 电磁感应现象中的洛伦兹力
1．产生：导体切割磁感线产生的电动 势是由于自由电荷受到洛伦兹力的作用 而定向移动，沿导体的分力使电子沿导 体向下运动，使导体下端出现过剩负电 荷，导体上端出现过剩的正电荷，导体 棒相当于电源，如图所示．
功的代数和为零．结果仍然是洛伦兹力并不提供能量， 而只是起传递能量的作用，即外力克服洛伦兹力的一个
分力F2所做的功通过另一个分力F1转化为能量．
随堂巩固训练
1．关于电磁感应现象中的感生电场，下列说法正 确的是( ) A．感生电场不同于静电场，其电场线是闭合曲线
B．由感生电场产生的感生电动势的表达式为E＝n
导体棒中有电流，所受安培力向哪个方向？ 请从能的角度定量了解动生电动势。
v
利用洛伦兹力推导动生电动势公式
稳定状态，洛伦兹力与电场力平 衡，电动势大小导体两端电压
UeEEBLevU BLv
L
B
FF 安
e
v
F eE
动生电动势与洛伦兹力有关，是不
是意味着洛伦兹力做功呢？
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
× × × ×× × × × ××
电磁感应现象的两类情况 课件
考点一 感生、动生电动势的理解及应用
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
磁场的变化 导体做切割磁感线运动
移动电荷的非静电力
感生电场对自由 电荷的电场力
导体中自由电荷所受洛伦 兹力沿导体方向的分力
回路中相当于电源的 处于变化磁场中 做切割磁感线运动的导体
部分
的线圈部分
方向判断方法
2．电磁感应现象中的洛伦兹力 (1)动生电动势：由于 导体运动 而产生的感应电动势。 (2)动生电动势中的“非静电力”：自由电荷因随导体棒运动而受 到 洛伦兹力 ，非静电力与 洛伦兹力 有关。 (3)动生电动势中的功能关系：闭合回路中，导体棒做切割磁感线运 动时，克服 安培 力做功，其他形式的能转化为 电能 。
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力； (2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为 Ep， 则这一过程中安培力所做的功 W1和电阻 R 上产生的焦耳热 Q1分别为多少？ (3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终 静止的过程中，电阻 R 上产生的焦耳热 Q 为多少？
(3)由能量转化及平衡条件等，可判断棒最终静止于初始位置，Q＝
12mv02 [答案]
(1)B2LR2v0，方向水平向左
(2)Ep－12mv02
12mv20－Ep
(3)初始位置 12mv02
【总结提能】 (1)安培力做负功的过程就是其他形式的能量转化为电能的过程。 (2)导体棒动能、弹性势能、回路中的电能在转移或转化过程中总量是 守恒的。
[思路探究] (1)导体棒运动切割磁感线产生感应电流。 (2)安培力做功与电阻 R 上产生的焦耳热的关系。
[解析] (1)初始时刻导体棒中感应电动势 E＝BLv0① 导体棒中感应电流 I＝ER② 作用于导体棒上的安培力 F＝BLI③ 联立①②③得 F＝B2LR2v0，方向水平向左。
电磁感应现象的两类情况 课件
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。
1. 如图所示是一水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽 宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球 放在槽中，让它获得一初速度 v0，与此同时，有一变化的磁 场竖直向下穿过玻璃环形小槽外径所对应的圆面积，磁感应 强度的大小跟时间成正比增大，设小球在运动过程中所带电
× × C×
×
× × F洛×
×
××
v
×
×
××
×
×
F电
× × D×
×
3. 导体棒的哪端电势比较高? C 端电势高
× × C×
×
×× ××
××
v
×
×
××
×
×
× × D×
×
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的?
导体棒中电流是由 D 指向 C 的。此时导体棒可以看作是 一个电源，导体棒切割磁感线 产生了动生电动势。
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。
荷量不变，则 ( B )
A. 小球受到的向心力大小不变 B. 小球受到的向心力大小不断增加 C. 洛伦兹力对小球做了功 D. 小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比
观察闭合电路导体棒移动，回路中产生电动势， 了解动生电动势的本质。
电磁感应现象的两种情况--ppt课件
1.关于电磁感应现象中的感生电场，下列说法正确的是( ) A.感生电场不同于静电场，其电场线是闭合曲线
C.感生电场产生感生电动势中的非静电力是洛伦兹力 D.感生电动势对应的非静电力对自由电荷不做功
答案 AB
2.如图5所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中
有电流通过，下列说法正确的是( ) 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伦兹力有关
(2)大小： E＝ ______ 。
(3)方向判断： __楞__ _ _ ___和右手螺旋定则。
1.对于感生电场的理解 (1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。涡旋电场也会对电荷产生力的作 用。 (2)实际问题中我们常要由磁场的方向和强弱变化的情况，根据楞次定律或安培定 则来确定感生电场的方向。 (3)感生电场的存在与电路是否闭合无关。
通常由右手定则判断，也可由楞次定律判断 通常由E＝Blv计算，也可由E＝n计算
特别提醒 有些情况下，动生电动势和感生电动势具有相对性。例如，将条形磁铁 插入线圈中，如果在相对磁铁静止的参考系内观察，线圈运动，产生的是动生电动 势；如果在相对线圈静止的参考系中观察，线圈中磁场变化，产生感生电动势。
图3
图6
解析 0 ~ 0.5 s ，由题图分析可知，磁场垂直纸面向里均匀增大或垂直纸面向外均 匀减小， A 错误； 0.5 ~ 1.5 s ，磁感应强度斜率的绝对值与 0 ~ 0.5 s 磁感应强度 的绝对值相等，斜率符号相反， B错误；同理分析其他时间段可知C、D正确。 答案 CD
4.如图7，一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v，在水平U形框架上
1.成因：导体棒做切割磁感线运动时，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。
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通用课件
法拉第电磁感应定律的物理意义
揭示了磁场与电场之间的相互关系
法拉第电磁感应定律表明变化的磁场会产生电场，从而实现了磁场与电场之间的 相互转化。
指导了发电机和变压器的设计
法拉第电磁感应定律是发电机和变压器等电气设备设计的重要理论基础，为电力 工业的发展提供了重要支撑。
03 楞次定律
楞次定律的内容
楞次定律指出，当穿过闭合回路的磁 通量发生变化时，闭合回路中会产生 感应电流，且感应电流的方向总是阻 碍磁通量的变化。
感生电动势与动生电动势的区别与联系
区别
产生原因不同，感生电动势由磁场变化 引起，而动生电动势由导体运动引起。
VS
联系
在某些情况下，磁场变化和导体运动可以 同时存在，此时既产生感生电动势又产生 动生电动势。两种电动势都会引起感应电 流，且其大小和方向都与磁场和导体的状 态有关。
05 电磁感应现象的应用实例
详细描述
磁悬浮列车利用电磁感应实现列车与轨道的 无接触悬浮和推进。磁悬浮列车通过强大的 电磁铁产生磁场，并通过改变磁场强度和方 向来控制列车与轨道之间的斥力或吸力，从 而实现列车的悬浮和推进。磁悬浮列车的推 进效率高，噪音和振动较小，是一种具有发 展前景的交通工具。
THANKS 感谢观看
发电机的工作原理
总结词
利用电磁感应现象将机械能转化为电能。
详细描述
发电机的基本原理是电磁感应，通过磁场和线圈的相对运动，将机械能转化为电能。发电机通常由原动机（如汽 轮机、水轮机等）驱动，原动机的转动使发电机转子上的线圈在磁场中旋转，从而产生感应电动势。
变压器的工作原理
总结词
利用电磁感应实现电压变换。
详细描述
变压器的工作原理也是基于电磁感应。变压器由两个线圈组成，一个称为原边线圈，另一个称为副边 线圈。当交流电通过原边线圈时，会在铁芯中产生交变磁场，这个磁场会感应出电动势，从而在副边 线圈中产生电流。通过改变原边和副边线圈的匝数比，可以实现电压的变换。
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F洛 F vB e
于是动生电动势就是
E FL BLv
18
与法拉第电磁感应定律得到的结果一致.
1.导体棒中自由电荷受到的洛伦兹力沿什么方向？ C × × × × × × × × －× f2 × × v2 × × × f1 f × × × D v1 × v× ×
19
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？洛伦兹力做功吗？ C ﹢﹢﹢ C
X X XL X X C X
F电 X
X X X V X X
17
X
F X洛
X D
可见,运动的导体CD就是一个电源,C为正极,自由 电子受到洛伦兹力的作用,从Ｃ端搬到Ｄ端；也可 以看作是正电荷受洛伦兹力的作用从Ｄ端搬运到 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
（三）感生电场与感生电动势
1、感生电场
(1)定义:变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场 (涡旋电场). (2)方向:就是感生电流的方向.
(3) 电场线:是闭合的曲线. 2、感生电动势： （1）定义：由感生电场产生的感应电动势. 磁场变弱 （2）感生电动势：
感生电场对自由电荷的作用
非静电力
思考1：
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， 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
26
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 列说法中正确的是（ ） 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
27
例1：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L=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？
①产生感生电动势的非静电力是什么提供的？ B原 ↑
I
E感
感生电动势是感生电场产生的电场力提供的。 9
②没有导体，有感生电场吗？导体有何作用？ B原
一 一
E感
有感生电场，导体提供了自由电荷。
10
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 感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线
29
M
a
N
（ 1） a
1.5V
（2）0.1N 0.1J
R
B
v
r
（3）0.1J
P
b
28 Q
例2：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。 495S
× × × × × × × × × ×
+ + +
× × × × ×
× ×
Ee f2 f － v2 v1 v
_ _ _
f
v
× × ×
f1 - - D
D
自由电荷不会一直运动下去。 当电场力等于洛伦兹力f1时 ，自由电荷不再定向运动。同时f2消失,电动势稳定。 20
3.导体棒的哪端电势比较高？ 导体棒就是电源，如果外接用电器，则电流将从C 端外流出，即C端电势高。 C
通过克服安培力做功，把机械能或其他形 式的能转化为电能．克服安培力做多少功， 就产生多少电能．若电路是纯电阻电路， 转化过来的电能将全部转化为电阻的内 能．
课堂总结
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
动生电动势
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
※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？
理论分析：
× × × × × × × × × ×
_ _ _
f
× × × × ×
× ×
f f
v
× × ×
（二）动生电动势的非静电力与洛伦兹 力有关
导体两端产生电势 差——动生电动势
× × × × × × 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
磁场变弱
使电荷运动的力难道是变化
的磁场对其施加的力吗？
（二）〔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）
Ek
静电场为有源场 感生电场为无源场
11
二.电磁感应现象中的洛伦兹力
导体切割磁感线时也会产生感应电动 势——动生电动势,该电动势产生的机 理是什么?非静电力又与什么有关呢？
动生电动势：?
非静电力
（一）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
复习电动势相关知识
+
+ + +
+
+
+
+ + +
+
-
+
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
干电池：化学作用
非静电力
一.电磁感应现象中的感生电场
一个闭合电路静止 于磁场中,由于磁场 强弱的变化,闭合电 路内产生了感应电 动势.我们称之为感 生电动势。
感生电动势：
+ + +
C ×
× ×
× ×
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
× × ×
_ _ _
f
×
D
×
推导动生电动势大小的表达式
导体CD在匀强磁场B中以速度V向右运动,并且导线CD与 B、V的方向相垂直,由于导体中的自由电子随导体一起运动. 因此每个电子受到的洛伦兹力为F洛=eVB,F洛方向向下．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C的电势高于下端D的电势,出现由C指向D的静电场,此时 电场对自由电子的作用力是向上,与洛伦兹力方向相反,当二 力互相平衡时，ＣＤ两端便产生一个稳定的电势差。
4.如果外接用电器， 导体棒中电流即电源 内部电流(即电动势的 方向）是沿什么方向 的？ 由D指向C的。
× × × × ×
× × × × ×
+ + +
× × × × ×
× ×
_ _ _
f
v
× × ×
M
D
21
5.导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要 外力推动吗？ 受向左的安培力作用 ，需要外力。
特 点 原 因
由于B变化引起 回路中变化
由于S变化引起 回路中变化
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
非 的 变化磁场在它周围空间激发 静 来 感生电场，非静电力是感生 电 源 电场力，由感生电场力对电 力 荷做功而产生电动势 方 向 楞次定律
M F安 F外
22
6. 能量是怎样转化的呢？ 洛伦兹力不做功，不提供 C 能量，只是起传递能量的 ﹢﹢﹢ 作用。f1扮演了非静电力， 做了多少功，就转化出了 Ee 多少电能。
f2 注：f2宏观表现为安培力， 克服安培力做了多少功， 就知道产生了多少电能。 － v2 v1
M
f1 - - D
23
☆ 与动生电动势有关的电磁感应现象中，
于是动生电动势就是
E FL BLv
18
与法拉第电磁感应定律得到的结果一致.
1.导体棒中自由电荷受到的洛伦兹力沿什么方向？ C × × × × × × × × －× f2 × × v2 × × × f1 f × × × D v1 × v× ×
19
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？洛伦兹力做功吗？ C ﹢﹢﹢ C
X X XL X X C X
F电 X
X X X V X X
17
X
F X洛
X D
可见,运动的导体CD就是一个电源,C为正极,自由 电子受到洛伦兹力的作用,从Ｃ端搬到Ｄ端；也可 以看作是正电荷受洛伦兹力的作用从Ｄ端搬运到 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
（三）感生电场与感生电动势
1、感生电场
(1)定义:变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场 (涡旋电场). (2)方向:就是感生电流的方向.
(3) 电场线:是闭合的曲线. 2、感生电动势： （1）定义：由感生电场产生的感应电动势. 磁场变弱 （2）感生电动势：
感生电场对自由电荷的作用
非静电力
思考1：
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， 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
26
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 列说法中正确的是（ ） 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
27
例1：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L=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？
①产生感生电动势的非静电力是什么提供的？ B原 ↑
I
E感
感生电动势是感生电场产生的电场力提供的。 9
②没有导体，有感生电场吗？导体有何作用？ B原
一 一
E感
有感生电场，导体提供了自由电荷。
10
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 感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线
29
M
a
N
（ 1） a
1.5V
（2）0.1N 0.1J
R
B
v
r
（3）0.1J
P
b
28 Q
例2：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。 495S
× × × × × × × × × ×
+ + +
× × × × ×
× ×
Ee f2 f － v2 v1 v
_ _ _
f
v
× × ×
f1 - - D
D
自由电荷不会一直运动下去。 当电场力等于洛伦兹力f1时 ，自由电荷不再定向运动。同时f2消失,电动势稳定。 20
3.导体棒的哪端电势比较高？ 导体棒就是电源，如果外接用电器，则电流将从C 端外流出，即C端电势高。 C
通过克服安培力做功，把机械能或其他形 式的能转化为电能．克服安培力做多少功， 就产生多少电能．若电路是纯电阻电路， 转化过来的电能将全部转化为电阻的内 能．
课堂总结
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
动生电动势
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
※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？
理论分析：
× × × × × × × × × ×
_ _ _
f
× × × × ×
× ×
f f
v
× × ×
（二）动生电动势的非静电力与洛伦兹 力有关
导体两端产生电势 差——动生电动势
× × × × × × 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
磁场变弱
使电荷运动的力难道是变化
的磁场对其施加的力吗？
（二）〔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）
Ek
静电场为有源场 感生电场为无源场
11
二.电磁感应现象中的洛伦兹力
导体切割磁感线时也会产生感应电动 势——动生电动势,该电动势产生的机 理是什么?非静电力又与什么有关呢？
动生电动势：?
非静电力
（一）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
复习电动势相关知识
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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
干电池：化学作用
非静电力
一.电磁感应现象中的感生电场
一个闭合电路静止 于磁场中,由于磁场 强弱的变化,闭合电 路内产生了感应电 动势.我们称之为感 生电动势。
感生电动势：
+ + +
C ×
× ×
× ×
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
× × ×
_ _ _
f
×
D
×
推导动生电动势大小的表达式
导体CD在匀强磁场B中以速度V向右运动,并且导线CD与 B、V的方向相垂直,由于导体中的自由电子随导体一起运动. 因此每个电子受到的洛伦兹力为F洛=eVB,F洛方向向下．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C的电势高于下端D的电势,出现由C指向D的静电场,此时 电场对自由电子的作用力是向上,与洛伦兹力方向相反,当二 力互相平衡时，ＣＤ两端便产生一个稳定的电势差。
4.如果外接用电器， 导体棒中电流即电源 内部电流(即电动势的 方向）是沿什么方向 的？ 由D指向C的。
× × × × ×
× × × × ×
+ + +
× × × × ×
× ×
_ _ _
f
v
× × ×
M
D
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5.导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要 外力推动吗？ 受向左的安培力作用 ，需要外力。
特 点 原 因
由于B变化引起 回路中变化
由于S变化引起 回路中变化
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
非 的 变化磁场在它周围空间激发 静 来 感生电场，非静电力是感生 电 源 电场力，由感生电场力对电 力 荷做功而产生电动势 方 向 楞次定律
M F安 F外
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6. 能量是怎样转化的呢？ 洛伦兹力不做功，不提供 C 能量，只是起传递能量的 ﹢﹢﹢ 作用。f1扮演了非静电力， 做了多少功，就转化出了 Ee 多少电能。
f2 注：f2宏观表现为安培力， 克服安培力做了多少功， 就知道产生了多少电能。 － v2 v1
M
f1 - - D
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☆ 与动生电动势有关的电磁感应现象中，