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1、第五节第五节 感生电动势和动生电动势感生电动势和动生电动势第四章电磁感应第四章电磁感应 2021/8/11 星期三1导体切割磁感线导体切割磁感线动生电动势动生电动势电键闭合，改变滑动片的位置电键闭合，改变滑动片的位置感生电动势感生电动势ABABABAB相当于电源相当于电源相当于电源相当于电源线圈线圈B B相当相当于电源于电源磁场变化引磁场变化引起的电动势起的电动势2021/8/11 星期三2回顾电荷在外电路和内电路中的运动。回顾电荷在外电路和内电路中的运动。电源电动势的作用是某种电源电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用。非静电力对自由电荷的作用。abcd化学作用就是我们所说的非静电力20
2、21/8/11 星期三3一、理论探究感生电动势的产生一、理论探究感生电动势的产生一、理论探究感生电动势的产生一、理论探究感生电动势的产生磁场变强磁场变强II电流是怎样产生的？电流是怎样产生的？自由电荷为什么会运动？自由电荷为什么会运动？使电荷运动的力难道是变化使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？的磁场对其施加的力吗？猜想：使电荷运动的力可能是猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹力、静电力、或者是其它力洛伦兹力、静电力、或者是其它力2021/8/11 星期三4英麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围空间激发磁场变化时会在周围空间激发磁场变化时会在周围空间激发磁场变化时会在周围空间激发一种电场一种
3、电场一种电场一种电场-感生电场感生电场感生电场感生电场闭合导体中的自由电荷在这种闭合导体中的自由电荷在这种闭合导体中的自由电荷在这种闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动电场下做定向运动电场下做定向运动电场下做定向运动产生感应电流（感生电动势）产生感应电流（感生电动势）产生感应电流（感生电动势）产生感应电流（感生电动势）感生电动势的非感生电动势的非静电力是感生电静电力是感生电场对电荷的作用场对电荷的作用力。力。感生电场的方向类感生电场的方向类似感应电流方向的似感应电流方向的判定判定-安培定则安培定则2021/8/11 星期三5实际应用电子感应加速器穿过真空室内磁场的方向穿过真空室内磁场的方
4、向穿过真空室内磁场的方向穿过真空室内磁场的方向由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动由图知电子沿什么方向运动要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何感生电场的方向如何感生电场的方向如何感生电场的方向如何由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方由感生电场引起的磁场方向如何向如何向如何向如何竖直向上竖直向上逆逆时时针针顺顺时时针针向下向下原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在原磁场在增强，即电流在增大。增大。增大。增大。2021/8/11 星期三
5、6二、理论探究动生电动势的产生二、理论探究动生电动势的产生二、理论探究动生电动势的产生二、理论探究动生电动势的产生思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论1、动生电动势是怎样产生的？、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？、什么力充当非静电力？提提提提 示示示示导体中的自由电荷受到导体中的自由电荷受到 什么力的作用？什么力的作用？导体棒的哪端电势比较高？导体棒的哪端电势比较高？非静电力与洛伦兹力有关吗？非静电力与洛伦兹力有关吗？F洛-F电-F电2021/8/11 星期三7文本呈现：文本呈现：文本呈现：文本呈现：当导体棒在匀强磁场当导体棒在匀强磁场当导体棒在匀强磁场当导体棒在匀强磁场B
6、 B B B中以速度中以速度中以速度中以速度v v v v运动时，导体棒内部的运动时，导体棒内部的运动时，导体棒内部的运动时，导体棒内部的自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导线向线向线向线向D D D D端定向运动，使端定向运动，使端定向运动，使端定向运动，使D D D D端和端和端和端和C C C C端出现了等量异种电荷，端出现了等量异种电荷，端出现了等量异种电荷，端出现了等量异种电荷，D D D D为负为负为负为负极（低
7、电势），极（低电势），极（低电势），极（低电势），C C C C为正极（高电势）则导体为正极（高电势）则导体为正极（高电势）则导体为正极（高电势）则导体CDCDCDCD相当一个电源。相当一个电源。相当一个电源。相当一个电源。动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。2021/8/11 星期三8探讨：探讨：探讨：探讨：-洛伦兹力不做功，不提供洛伦兹力不做功，不提供洛伦兹力不做功，不提供洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的能量，只是起传递能量的能量，只是起传递能量的能量，只是起传递能量的作用。即外力克服洛伦兹作用。即外力克服洛伦兹作用。即外力克服洛伦兹作用。即
8、外力克服洛伦兹力的一个分量力的一个分量力的一个分量力的一个分量F2F2所做的功，所做的功，所做的功，所做的功，通过另一个分量通过另一个分量通过另一个分量通过另一个分量F1F1转化为转化为转化为转化为感应电流的能量感应电流的能量感应电流的能量感应电流的能量洛伦兹力做功吗？洛伦兹力做功吗？洛伦兹力做功吗？洛伦兹力做功吗？能量是怎样转化的呢？能量是怎样转化的呢？能量是怎样转化的呢？能量是怎样转化的呢？UF洛F2F12021/8/11 星期三9V VLMN R例题：光滑导轨上架一个直导体棒例题：光滑导轨上架一个直导体棒例题：光滑导轨上架一个直导体棒例题：光滑导轨上架一个直导体棒MNMNMNMN，设，设
9、，设，设MNMNMNMN向右匀速向右匀速向右匀速向右匀速运动的速度为运动的速度为运动的速度为运动的速度为V V V V，MNMNMNMN长为长为长为长为L,L,L,L,不计其他电阻求：不计其他电阻求：不计其他电阻求：不计其他电阻求：（1 1 1 1）导体）导体）导体）导体MNMNMNMN做匀速运动时受到的安培力大小和方向？做匀速运动时受到的安培力大小和方向？做匀速运动时受到的安培力大小和方向？做匀速运动时受到的安培力大小和方向？（2 2 2 2）导体）导体）导体）导体MNMNMNMN受到的外力的大小和方向？受到的外力的大小和方向？受到的外力的大小和方向？受到的外力的大小和方向？（3 3 3 3
10、）MNMNMNMN向右运动向右运动向右运动向右运动S S S S位移，外力克服安培力做功的表达位移，外力克服安培力做功的表达位移，外力克服安培力做功的表达位移，外力克服安培力做功的表达式是什么？式是什么？式是什么？式是什么？（4 4 4 4）在此过程中感应电流做功是多少？）在此过程中感应电流做功是多少？）在此过程中感应电流做功是多少？）在此过程中感应电流做功是多少？结论：在纯电阻电路中，外力克结论：在纯电阻电路中，外力克服安培力做了多少功将有多少热服安培力做了多少功将有多少热量产生。量产生。实际应用实际应用2021/8/11 星期三10动生电动生电动势和动势和感生电感生电动势动势1 1、动生电动势、动生电动势:由于导体运动而产生的感应电由于导体运动而产生的感应电动势动势.2 2、感生电场、感生电场:由变化的磁场激发的电场由变化的磁场激发的电场.3 3、感生电动势、感生电动势:由感生电场产生的感应电动势由感生电场产生的感应电动势称称 为感生电动势为感生电动势.感应电动势：感应电动势：感生电动势感生电动势动生电动势动生电动势课堂总结课堂总结课堂总结课堂总结2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13