2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第2章电磁感应2.2法拉第电磁感应定律(12)课件
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法拉第电磁感应定律\n一、感应电场与感生电动势1、感应电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感应电场特征：由于磁场的强弱变化,闭合电路中产生了感应电流,电路中的自由电荷是在感应电场作用下定向移动的,即由于感应电场的变化,在电路中形成了感应磁场,感应电场为涡旋电场.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,而感应电场是一种涡旋电场,电场线是闭合的.当磁场增强时,产生的感应电场是与磁场方向垂直的曲线,如果此空间存在闭合导线,导体中的自由电荷就会在电场力作用下定向移动,而产生感应电流\n2、感应电动势：由感生电场使导体产生的电动势叫感生电动势（导线不动,磁场随时间变化时在导线产生的感应电动势）1）作用：在电路的作用就是电源,其电路就是内电路,当它与外电路连接后就会对外电路供电2）产生原因：涡旋电场产生的电场力作为一种非静电力在导体中产生感生电动势\n二、洛仑兹力与动生电动势1、动生电动势：磁场不变,由导体运动引起磁通量的变化而产生的感应电动势2、产生机理：问题1：自由电荷会随着导线棒运动,并因此受到洛伦兹力,导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向运动？（为正电荷）由左手定则可知,自由电荷将受到由C到D的力,所以自由电荷沿导线向下运动\n问题2：导体棒一直运动下去,自由电荷是否会沿着导体棒一直运动下去吗？为什么？不会,因为正电荷向D运动,C端将出现过剩负电荷,D端出现过剩正电荷,结果导体上端电势低于下端电势,形成由下端D指向上端C的静电场,正电荷的力向上,与洛仑兹力方向相反,当F洛=F静电时,自由电荷不再运动问题3：导体的棒的哪端电势比较高？D端电势高问题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？CD相当于电源,电源内部,电流由低电势流向高电势,电流方向是C到D\n动生电动势的表达式：作用在单位正电荷的洛伦兹力为F=F洛/e=vB则动生电动势为：E=FL=BLv结论：与法拉第电磁感应定律得到的结果一致\n例1、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（）A．E/2B．E/3C．2E/3D．E\n例2、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\n例3、有一面积为S=100cm2的金属环,电阻为E=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？\n例4：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.
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