高中物理第4章电磁感应第5节电磁感应现象的两类情况预习导航素材新人教版选修3_2
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第5节电磁感应现象的两类情况典型考点一电磁感应现象中的感生电场的理解1.(多选)下列说法中正确的是()A.感生电场由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和安培定则来判定D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向2.某空间出现了如图所示的一组闭合电场线,方向从上向下看是顺时针的,这可能是()A.沿AB方向磁场在迅速减弱B.沿AB方向磁场在迅速增强C.沿BA方向磁场恒定不变D.沿BA方向磁场在迅速减弱典型考点二电磁感应现象中的洛伦兹力的理解3.下列说法中正确的是()A.动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的B.因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功,所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的C.动生电动势的方向可以由右手定则来判定D.导体棒切割磁感线产生感应电流,受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反典型考点三电势高低判断以及电势差的计算4.如图甲所示,圆形线圈M 的匝数为100匝,它的两个端点a 、b 与理想电压表相连,线圈中磁场方向如图甲所示,线圈中磁通量的变化规律如图乙所示,则ab 两点的电势高低与电压表读数为( )A.φa >φb,40 VB.φa >φb,20 VC.φa <φb,40 VD.φa <φb,20 V 典型考点四 感生电动势的计算5.如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀增大到2B ,在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )A.nBa 22ΔtB.Ba 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt典型考点五 动生电动势的计算6.如图所示,导体AB 的长为2R ,绕O 点以角速度ω匀速转动,OB 长为R ,且OBA 三点在一条直线上,有一磁感应强度为B 的匀强磁场充满转动平面,且与转动平面垂直,则导体AB 产生的感应电动势大小为( )A.12BωR 2B.2BωR 2C.4BωR 2D.6BωR 21. (2018·湖南岳阳市一中期中考试)现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。
预习导航目标导航(1)了解感生电场,知道感生电动势产生的原因.会判断感生电动势的方向,并会计算它的大小.(2)了解动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系.会判断动生电动势的方向,并会计算它的大小.(3)了解电磁感应规律的一般应用,会联系科技实例进行分析.激趣诱思环保型手电筒:不用电池,真的不用电池哦!如下图所示是环保型手电筒(内由磁铁和线圈组成)的外形.环保型手电筒不需要任何化学电池作为电源,不会造成由废电池引起的环境污染.使用时只要将它来回摇晃30秒钟,手电便可持续照明3~5分钟.你能根据前面学过的有关电磁感应的知识解释这种手电筒的工作原理吗?简答:电筒内有一块永磁铁,它外面有一线圈.当你摇动电筒时,磁铁就相对线圈做往复运动,磁通量发生变化,产生感应电流,将机械能转为电能,灯就亮了(内有两节纽扣电池储存电能).新知预习1.感生电场与感生电动势(1)感生电场:变化的磁场在周围空间激发的电场,叫做感生电场.如果此空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下定向移动,而产生感应电流,或者说导体中产生了感生电动势.(2)感生电场的方向:感生电场是产生感应电流或感应电动势的原因.导体中正电荷定向运动的方向就是感生电场的方向,可由楞次定律判断.(3)感生电动势:由于感生电场的作用,推动导体中自由电荷定向移动而产生的电动势叫感生电动势.感生电动势在电路中的作用就是电源,其产生电动势的导体就是内电路,当它与外电路连接后就会对外电路供电.说明:①感生电场是产生感应电流或感应电动势的原因,变化的磁场可以产生电场,即便没有“电路”,感生电场依然存在.②静电场电场线是由正电荷出发,到负电荷终止,电场线不闭合,而感应电场是一种涡旋电场,电场线是闭合的.如图所示,当磁场增强时,产生的感应电场是与磁场方向垂直的曲线.③感应电场同静电场一样,也能对带电粒子做功.2.洛伦兹力与动生电动势(1)动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势.(2)动生电动势产生的原因:导体在磁场中做切割磁感线运动时,由于导体中自由电子要受到洛伦兹力的作用而产生动生电动势.一段导线在做切割磁感线的运动时相当于一个电源,其非静电力与洛伦兹力有关.。
电磁感应现象的两类情况
一、电磁感应现象中的感生电场
1.感生电场
(1)产生:英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出:变化的磁场能在周围空间激发电场,这种电场与静电场不同,它不是由电荷产生的,我们把它叫作感生电场。
(2)特点:感生电场线与磁场方向垂直。
感生电场的强弱与磁感应强度的变化率有关。
2.感生电动势
(1)定义:由感生电场产生的感应电动势。
(2)产生原因:感生电场对自由电荷的作用。
3.感生电场的方向
磁场变化时,垂直磁场的闭合环形回路(可假定存在)中感应电流的方向就表示感生电场的方向。
特别提醒(1)静电场的电场线不闭合,感生电场由于是一种涡旋场,所以电场线闭合。
(2)感生电场是否存在仅取决于有无变化的磁场,与是否存在导体及是否存在闭合回路无关。
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
1.成因:导体棒做切割磁感线运动时,导体棒中的自由电荷随棒一起定向运动,并因此受到洛伦兹力。
2.动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势。
3.动生电动势中的非静电力:与洛伦兹力有关。
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