5 电磁感应现象的两类情况
[学科素养与目标要求]
物理观念:1.建立感生电场的概念.2.会判断感生电动势和动生电动势的方向.
科学思维:1.通过探究感生电动势和动生电动势产生的原因,形成对知识的逻辑推理能力. 2.比较感生电动势和动生电动势,并熟练掌握其大小的计算方法.
一、感生电场的产生
麦克斯韦在他的电磁理论中指出:变化的磁场能在周围空间激发电场,这种电场叫感生电场.
二、感生电动势的产生
1.由感生电场产生的电动势叫感生电动势.
2.感生电动势大小:E=n.
3.方向判断:由楞次定律和右手螺旋定则判定.
三、动生电动势的产生
1.由于导体运动产生的电动势叫动生电动势.
2.动生电动势大小:E=Blv(B的方向与v的方向垂直).
3.方向判断:右手定则.
1.判断下列说法的正误.
(1)只要磁场变化,即使没有电路,在空间也将产生感生电场.( √ )
(2)处于变化磁场中的导体,其内部自由电荷定向移动,是由于受到感生电场的作用.( √ )
(3)动生电动势(切割磁感线产生的电动势)产生的原因是导体内部的自由电荷受到洛伦兹力的作用.( √ )
(4)产生动生电动势时,洛伦兹力对自由电荷做了功.( × )
2.研究表明,地球磁场对鸽子识别方向起着重要作用.在北半球若某处地磁场磁感应强度的竖直分量约为5×10-5 T.鸽子以20 m/s的速度水平滑翔,鸽子两翅展开可达30 cm左右,则可估算出两翅之间产生的动生电动势约为______V,______(填“左”或“右”)侧电势高.
答案 3×10-4 左
一、感生电场和感生电动势
1.感生电场的产生
如图1所示,B变化时,就会在空间激发一个感生电场E.如果E处空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动,而产生感应电流.
图1
2.变化的磁场周围产生的感生电场,与闭合电路是否存在无关.如果在变化的磁场中放一个闭合回路,回路中就有感应电流,如果无闭合回路,感生电场仍然存在.
3.感生电场可用电场线形象描述.感生电场是一种涡旋电场,电场线是闭合的,而静电场的电场线不闭合.
4.感生电场(感生电动势)的方向一般由楞次定律判断,感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E=n计算.