一.学习目标
1.知道感生电动势和动生电动势
2.理解感生电动势和动生电动势的产生机理
重点:感生电动势与动生电动势的概念。
难点:对感生电动势与动生电动势实质的理解。
二、自学检测
1、感生电场:由于 的变化而激发的电场叫感生电场。
2、感生电动势: ① 概念:感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力,由感生电场而产生的电动势叫做 电动势;
② 计算公式: 。
三、合作探究
任务(一感应电场与感生电动势
投影教材图4.5-1,穿过闭会回路的磁场增强,在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢?英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时在空间激发出一种电场,这种电场对自由电荷产生了力的作用,使自由电荷运动起来,形成了电流,或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势,叫做感生电动势。
(1)感生电场:由于 的变化而激发的电场叫感生电场。
(2)感生电动势: ① 概念:感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力,由感生电场而产生的电动势叫做 电动势;
② 计算公式:。
例题:教材P19,例题分析
任务(二)洛伦兹力与动生电动势
思考与讨论:
1.如图所示,导体棒CD在均匀磁场中运动。
(1)自由电荷会随着导体棒运动,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?为了方便,可以认为导体中的自由电荷是正电荷。
(2)导体棒一直运动下去,自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去?为什么?
(3)导体棒的哪端电势高?
(4)如果用导线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的?
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源,这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫 电动势。
2.如图所示,导体棒运动过程中产生感应电流,试分析电路中的能量转化情况。
导体棒中的电流受到安培力作用,安培力的方向与运动方向相反,阻碍导体棒的运动,导体棒要克服安培力做功,将机械能转化为电能。
3.安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力不做功,而安培力在这里做了负功,这不矛盾吗?请分析右图,洛伦兹力及其两个分力已经在图中标出,哪个力对应安培力?哪个力对应电动势的非静电力?
3.总结归纳:
在电磁感应现象中产生的电动势,按其产生的原因不同可分为两种;
①导线切割磁感线运动时,由于S变化而引起磁通量变化产生的感应电动势称为动生电动势.
②由于磁场中磁感强度B的变化而引起磁通变化产生的感应电动势称感生电动势.
高中阶段把这两种情况统称为感应电动势.