第四章電磁感應什么是電源電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置

什么是電動勢如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值，叫做電源的電動勢。用E表示電動勢，則：

在電磁感應現(xiàn)象中，引起磁通量變化的原因不同，一般分為兩種：一種是導體不動，由于磁場變化引起磁通量變化而產(chǎn)生感應電動勢，如下圖乙所示，另一種是磁場不變，導體運動引起磁通量變化而產(chǎn)生感應電動勢，如下圖甲所示，請?zhí)骄恳幌滤鼈儺a(chǎn)生感應電動勢的機理．電鍵閉合，改變滑片的位置感生電動勢線圈B相當于電源磁場變化引起的電動勢一、感生電場與感生電動勢

一個閉合電路靜止于磁場中,由于磁場強弱的變化,閉合電路內(nèi)產(chǎn)生了感應電動勢.這種情況下,哪一種作用扮演了非靜電力的角色?由電磁感應可知：閉合電路位于變化的磁場中必然引起電路中磁通量的變化，從而產(chǎn)生感應電流。磁場變強思考：導線中的電荷此時定向移動形成電流，那么一定有力使電子移動，這個力究竟是什么力呢？變化的磁場會在空間激發(fā)一種電場,這種電場對電荷會產(chǎn)生力的作用變化的的磁場能在周圍空間激發(fā)電場,這種電場叫感生電場由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢稱為感生電動勢。英國物理學家麥克斯韋指出:

感生電動勢在電路中的作用就是電源,其電路就是內(nèi)電路,當它與外電路連接后就會對外電路供電.

感生電場是產(chǎn)生感應電流或感應電動勢的原因,感生電場的方向同樣可由楞次定律判斷.實際應用:電子感應加速器穿過真空室內(nèi)磁場的方向由圖知電子沿什么方向運動要使電子沿此方向加速，感生電場的方向如何由感生電場引起的磁場方向如何豎直向上逆時針順時針向下原磁場在增強，即電流在增大。Ｃ例1、如圖，兩個相連的金屬圓環(huán)，粗金屬圓環(huán)的電阻為細金屬圓環(huán)電阻的一半。磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當磁感應強度隨時間均勻變化時，在粗環(huán)里產(chǎn)生的感應電動勢為E，則ab兩點間的電勢差為（）A．E/2B．E/3C．2E/3D．E

練習1、如圖，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)有一帶負電小球，整個裝置處于豎直向下的磁場中，當磁場磁感應強度突然增大時，小球?qū)ⅲǎ〢、沿順時針方向運動B、沿逆時針方向運動C、在原位置附近往復運動D、仍然保持靜止狀態(tài)A練習2.下列哪些說法正確的是(

)A．磁場變化時會在空間激發(fā)電場B．處于變化磁場中的導體中的自由電荷定向移動，是由于受到感生電場的作用C．感生電場就是感應電動勢D．以上說法都不對AB導體切割磁感線動生電動勢AB相當于電源二、洛倫茲力與動生電動勢二、電磁感應現(xiàn)象中的洛倫茲力問題設計如圖2所示，導體棒CD在均勻磁場中運動.圖2(1)自由電荷會隨著導體棒運動，并因此受到洛倫茲力.導體中自由電荷相對紙面的運動在空間大致沿什么方向？為了方便，可以認為導體中的自由電荷是正電荷.答案導體中自由電荷(正電荷)具有水平方向的速度，由左手定則可判斷自由電荷受到沿棒向上的洛倫茲力作用，其相對紙面的運動是斜向上的.(2)導體棒一直運動下去，自由電荷是否總會沿著導體棒一直運動下去？為什么？答案自由電荷不會一直運動下去.因為C、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強，當電場力等于洛倫茲力時，自由電荷不再定向運動.(3)導體棒的哪端電勢比較高？如果用導線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上，導體棒中電流是沿什么方向的？答案C端電勢較高，導體棒中電流是由D指向C的.導體切割磁感線時也會產(chǎn)生電動勢,該電動勢產(chǎn)生的機理是什么?導體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢的大小與哪些因素有關?什么力充當非靜電力的作用?是由于導體棒中自由電子受到洛倫茲力而形成的磁感應強度、導體棒運動速度、導體棒的長度洛倫茲力

一段導線在做切割磁感線的運動時相當于電源，這時的非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢。探討：-洛倫茲力不做功，不提供能量，只是起傳遞能量的作用。即外力克服洛倫茲力的一個分量F2所做的功，通過另一個分量F1轉(zhuǎn)化為感應電流的能量.洛倫茲力做功嗎？能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？UωF洛F2F1例題2：光滑導軌上架一個直導體棒MN，設MN向右勻速運動的速度為v，MN長為L,不計其他電阻求：（1）導體MN做勻速運動時受到的安培力大小和方向？（2）導體MN受到的外力的大小和方向？vLMN×××××××××××××××××××××××××R解析(1)由題意知：

E=BLvF=BIL

得：由左手定則知F方向向左

(2)由導體棒做勻速運動，故受到的外力大小等于F,

方向向右。三、感生電動勢與動生電動勢的區(qū)別。動生電動勢和感生電動勢1、動生電動勢:感應電動勢由于導體運動而產(chǎn)生.2、感生電場:由變化的磁場激發(fā)的電場.3、感生電動勢:由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢.感應電動勢：感生電動勢動生電動勢例1.(對感生電場的理解)在下列選項所示的四種磁場變化情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是(

)123自我檢測C典例精析一、對感生電場的理解例2某空間出現(xiàn)了如圖3所示的一組閉合的電場線，這可能是(

)A.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圖3例2(動生電動勢的理解與應用)在北半球上，地磁場豎直分量向下.飛機在我國上空勻速巡航，機翼保持水平，飛行高度不變.由于地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差，設飛行員左方機翼末端處的電勢為φ1，右方機翼末端處電勢為φ2，則(

)A.若飛機從西往東飛，φ1比φ2高B.若飛機從東往西飛，φ2比φ1高C.若飛機從南往北飛，φ1比φ2高D.若飛機從北往南飛，φ2比φ1高二、動生電動勢的理解與應用三、E＝

和E＝Blv的選用技巧例3如圖4所示，導軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導體AB可在導軌上無摩擦滑動，若AB以5m/s的速度從O點開始沿導軌勻速右滑，導體與導軌都足夠長，它們每米長度的電阻都是0.2Ω，磁場的磁感應強度為0.2T.問：圖4(1)3s末夾在導軌間的導體長度是多少？此時導體切割磁感線