新課標2018-2019學(xué)年高考物理主題三電磁感應(yīng)及其應(yīng)用3.1電磁感應(yīng)3.1.5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況課件新人教版選修3 .ppt

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3 1 5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場1 感生電場 1 定義 在他的電磁理論中指出 的磁場能在周圍空間激發(fā)電場 這種電場叫感生電場 2 感生電場的方向根據(jù)閉合電路 或假想的閉合電路 中感應(yīng)電流的方向確定 2 感生電動勢 由 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 3 感生電動勢中的非靜電力 就是 對自由電荷的作用 麥克斯韋 變化 感生電場 感生電場 思考判斷 1 感生電場的電場線是閉合的 2 只要磁場變化 即使沒有電路 在空間也將產(chǎn)生感生電場 3 處于變化磁場中的導(dǎo)體 其內(nèi)部自由電荷定向移動 是由于受到感生電場的作用 二 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力1 成因 導(dǎo)體棒做切割磁感線運動時 導(dǎo)體棒中的自由電荷隨棒一起定向運動 并因此受到洛倫茲力 2 動生電動勢 由于導(dǎo)體 而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 3 動生電動勢中的非靜電力 與 有關(guān) 運動 洛倫茲力 思考判斷 1 導(dǎo)體內(nèi)自由電荷受洛倫茲力作用是產(chǎn)生動生電動勢的原因 2 導(dǎo)體切割磁感線運動時 導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷受到的洛倫茲力方向沿導(dǎo)體棒的方向 3 導(dǎo)體切割磁感線運動時 導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷受到的洛倫茲力對電荷做正功 4 只要導(dǎo)體在磁場中運動 導(dǎo)體兩端就會產(chǎn)生動生電動勢 對感生電場的理解 對感生電場的理解1 變化的磁場周圍產(chǎn)生感生電場 與閉合電路是否存在無關(guān) 如果在變化磁場中放一個閉合電路 自由電荷在感生電場的作用下發(fā)生定向移動 2 感生電場可用電場線形象描述 感生電場是一種渦旋電場 電場線是閉合的 而靜電場的電場線不閉合 要點歸納 例1 如圖1所示是一個水平放置的玻璃圓環(huán)形小槽 槽內(nèi)光滑 槽寬度和深度處處相同 現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中 讓它獲得一初速度v0 與此同時 有一變化的磁場垂直穿過玻璃圓環(huán)形小槽外徑所在的區(qū)域 磁感應(yīng)強度的大小跟時間成正比例增大 方向豎直向下 設(shè)小球在運動過程中電荷量不變 則 A 小球需要的向心力大小不變B 小球需要的向心力大小不斷增大C 磁場力對小球做了功D 小球受到的磁場力大小與時間成正比 精典示例 圖1 解析當磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大時 將產(chǎn)生一恒定的感生電場 由楞次定律知 電場方向和小球初速度方向相同 因小球帶正電 電場力對小球做正功 小球速率逐漸增大 向心力也隨著增大 故選項A錯誤 B正確 洛倫茲力對運動電荷不做功 故選項C錯誤 帶電小球所受洛倫茲力F qBv 隨著速率的增大而增大 同時B t 則F和t不成正比 故選項D錯誤 答案B 閉合回路 可假定其存在 的感應(yīng)電流方向就表示感生電場的方向 判斷思路如下 針對訓(xùn)練1 多選 某空間出現(xiàn)了如圖2所示的一組閉合的電場線 這可能是 圖2A 沿AB方向磁場在迅速減弱B 沿AB方向磁場在迅速增強C 沿BA方向磁場在迅速增強D 沿BA方向磁場在迅速減弱答案AC 兩種電動勢的比較與計算 感生電動勢與動生電動勢的對比 要點歸納 例2 長為l的金屬棒ab以a點為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度 做勻速轉(zhuǎn)動 如圖3所示 磁感應(yīng)強度為B 求 圖3 1 ab棒各點的平均速率 2 ab兩端的電勢差 3 經(jīng)時間 t金屬棒ab所掃過面積中磁通量為多少 此過程中平均感應(yīng)電動勢多大 精典示例 針對訓(xùn)練2 如圖4所示 邊長為L的正方形線圈與勻強磁場垂直 磁感應(yīng)強度為B 當線圈按圖示方向以速度v垂直B運動時 下列判斷正確的是 A 線圈中無感應(yīng)電流 a b c dB 線圈中無感應(yīng)電流 a b d cC 線圈中有感應(yīng)電流 a b c dD 線圈中有感應(yīng)電流 a b d c 圖4 解析線圈在運動過程中 穿過線圈的磁通量不變 所以在線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 選項C D錯誤 導(dǎo)線兩端有電勢差 根據(jù)右手定則 可知選項B正確 答案B 1 感生電場問題 如圖5所示 內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上 環(huán)內(nèi)有一帶負電的小球 整個裝置處于豎直向下的磁場中 當磁場突然增強時 小球?qū)?圖5A 沿順時針方向運動B 沿逆時針方向運動C 在原位置附近往復(fù)運動D 仍然保持靜止狀態(tài) 解析當磁場增強時 由楞次定律知環(huán)所在處的閉合電路中感應(yīng)電流沿逆時針方向 即感生電場沿逆時針方向 帶負電的小球在電場力作用下沿順時針方向運動 答案A 圖6 答案D 3 動生電動勢的問題 如圖7 直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中 磁感應(yīng)強度大小為B 方向平行于ab邊向上 當金屬框繞ab邊以角速度 逆時針轉(zhuǎn)動時 a b c三點的電勢分別為 a b c 已知bc邊的長度為l 下列判斷正確的是 圖7 答案C 4 電磁感應(yīng)中的電荷量計算 物理實驗中 常用一種叫做 沖擊電流計 的儀器測定通過電路的電荷量 如圖8所示 探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應(yīng)強度 已知線圈的匝數(shù)為n 面積為S 線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R 若將線圈放在被測勻強磁場中 開始時線圈平面與磁場垂直 現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)180 沖擊電流計測出通過線圈的電荷量為q 由上述數(shù)據(jù)可測出被測磁場的磁感應(yīng)強度為 圖8 答案C 5 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 如圖9所示 兩塊水平放置的金屬板間距離為d 用導(dǎo)線與一個n匝線圈連接 線圈置于方向豎直向上的磁場B中 兩板間有一個質(zhì)量為m 電荷量為 q的油滴恰好處于平衡狀態(tài) 則線圈中的磁場B的變化情況和磁通量的變化率分別是 圖9 答案B