
思考:哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢?
穿過(guò)閉合回路磁通量發(fā)生了變化,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源
一.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)
定義:變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g激發(fā)的電場(chǎng), 叫感生電場(chǎng),由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為感生電動(dòng)勢(shì).
感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力就是感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用.
方向:可由楞次定律判斷.
感生電場(chǎng)和靜電場(chǎng)的區(qū)別
電子感應(yīng)加速器是用感生電場(chǎng)來(lái)加速電子的一種設(shè)備。它的基本原理如圖示,上下為電磁鐵的兩個(gè)磁極,磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室,電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化,產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速。上圖為真空室的俯視圖,如果從上向下看,電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí),電流的大小應(yīng)該怎樣變化才能使電子加速?
由楞次定律可知:原磁場(chǎng)應(yīng)該由弱變強(qiáng)
某空間出現(xiàn)了如右圖所示的閉合的電場(chǎng),電場(chǎng)線為一簇閉合曲線,這可能是( )A.沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱B.沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增加C.沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增加D.沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱
空間磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電場(chǎng)方向,仍然可用楞次定律判斷
導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
二.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力
4、如果用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場(chǎng)外的一個(gè)用電器上,導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向的?
如圖所示,導(dǎo)體棒CD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。
1、自由電荷會(huì)隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng),并因此受到洛倫茲力。導(dǎo)體中自由電荷的合運(yùn)動(dòng)在空間大致沿什么方向?
2、導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去,自由電荷是否也會(huì)沿著導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去?為什么?
不會(huì) 當(dāng)電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí),自由電荷不再定向運(yùn)動(dòng)。
3、導(dǎo)體棒的哪端電勢(shì)比較高?
動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力的一個(gè)分力。
動(dòng)生電動(dòng)勢(shì):由于導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)(切割磁感線)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
注意:雖然動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與洛倫茲力有關(guān),但洛倫茲力始終不做功。
如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng),MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1;若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2.則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為( )A.c―→a,2∶1 B.a(chǎn)―→c,2∶1C.a(chǎn)―→c,1∶2 D.c―→a,1∶2
根據(jù)右手定則:電流方向該為N到M,即通過(guò)電阻為a到c.
磁場(chǎng)不變,閉合電路的整體或局部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致回路中磁通量的變化
閉合回路的任何部分都不動(dòng),空間磁場(chǎng)發(fā)生變化導(dǎo)致回路中磁通量變化
由于S的變化引起回路中?變化
非靜電力就是洛侖茲力,由洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)
變化磁場(chǎng)在它周?chē)臻g激發(fā)渦旋電場(chǎng),非靜電力就是感生電場(chǎng)力,由感生電場(chǎng)力對(duì)電荷作功而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)
三.感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別
1.如圖所示,一個(gè)50匝的線圈的兩端跟R=99Ω的電阻相連接,置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈的橫截面積是20㎝2,電阻為1Ω,磁感應(yīng)強(qiáng)度以100T/s的變化率均勻減少。在這一過(guò)程中通過(guò)電阻R的電流為多大?
2.如圖所示,電阻不計(jì)的裸導(dǎo)體AB與寬為60cm的平行金屬導(dǎo)軌良好接觸,電阻R1=3Ω, R2=6Ω,整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。當(dāng)AB向右以v=5m/s的速度勻速滑動(dòng)時(shí),求流過(guò)電阻R1、 R2的電流大小。
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