4.5电磁感应现象的两类情况(刘玉兵)

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
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
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。
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
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。
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？
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。
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？
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
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。
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。
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பைடு நூலகம்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