4.5电磁感应现象的两类情况(刘玉兵)

4、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 A 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
5、有一面积为S=100cm2 的金属环，电阻 为R=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？
磁场变化引 起的电动势 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
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
一、电磁感应现象中的感生电场
1、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
思考：如何确定感生电场 的方向？
感生电场的方向与感应电流 的方向相同。
6、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。
问题2：
当闭合回路中的导体切割磁感线运动 时，电路中产生感应电动势，从而电路中 有感应电流，在这种情况下，哪一种作用 扮演非静电力？
思考与讨论
讨论结果：
1、导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向 的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛 伦兹力作用，其合运动是斜向上的。
2、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。 3、C端电势高 4、导体棒中电流是由D指向C的。
M × × × × × × × × × × × × × L × × ×× ×× ×× ×× ×× N
R
V
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（ AC ） 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
电子带负电，它在电场中受力的方 向与电场的方向相反。本题中电子 沿逆时针方向运动，所以为使电子 加速，感应电场应沿顺时针方向。 根据右手螺旋定则，感生电流（电 场）产生的磁场方向由上而下，图 中，原磁场方向由下向上。根据楞 次定律，为使真空室中产生顺时针 方向的感生电场，原磁场应该由弱 变强。也就是说，为使电子加速， 电磁铁中的电流应该由小变大。
F1
v
V
例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，在外力作用下 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的功率是多大？
磁场变强
一、电磁感应现象中的感生电场
1、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 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，而感生电场是一种涡旋电 场，电场线是闭合的
2、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 3、感生电动势的非静电力是感生电场对电荷 的作用
磁场变强
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（ AB ） 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
3、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（ C ） A．E/2 C．2E/3 B．E/3 D．E
二、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电动势叫动生电 动势 2、动生电动势的非静电力是洛伦兹
力有关
探讨：
1、洛伦兹力做功吗？
2、能量是怎样转化的呢？
F2 F洛
-
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
1.电源是通过 _____ 力做功把 ______ 能 非静电 其他形式 转化为 __ 能的装置。 电
___ 2.干电池工作时是把 化学 能转化为电能，干 电池中的非静电力是 化学 作用 ___
3.如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为
W W，那么电源的电动势 __ 。电路中的电 q
动势实际上是某种 _____ 力对单位自由电荷 非静电 做的功。
F1
U
ω
探讨：
※能量是怎样转化的呢？ ※洛伦兹力做功吗？
洛伦兹力不做功，不提供 能量，只是起传递能量的 作用。
探讨：
1、洛伦兹力做功吗？
2、能量是怎样转，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