高中物理選修3-2學案2：4.5電磁感應現(xiàn)象的兩類情況

1、高中物理選修3-24.5電磁感應現(xiàn)象的兩類情況學習目標：(1)、了解感生電動勢和動生電動勢的概念及不同。(2)、了解感生電動勢和動生電動勢產生的原因。(3)、能用動生電動勢和感生電動勢的公式進行分析和計算。學習重點：感生電動勢和動生電動勢。學習難點：感生電動勢和動生電動勢產生的原因。自主預習1、法拉第電磁感應定律的內容是什么？數(shù)學表達式是什么？2、導體在磁場中切割磁感線產生的電動勢與什么因素有關，表達式是什么，它成立的條件又是什么？課內探究探究1:感生電動勢和動生電動勢由于引起磁通量的變化的原因不同感應電動勢產生的機理也不同，一般分為兩種：一種是不變，導體運動引起的磁通量的變化而產生的感應電動

2、勢，這種電動勢稱作，另外一種是不動，由于磁場變化引起磁通量的變化而產生的電動勢稱作。1、感應電場B19世紀60年代，英國物理學家麥克斯韋在他的電磁場理論中指出，變化的磁場會在周圍空間激發(fā)一種電場，我們把這種電場叫做感應電場。靜止的電荷激發(fā)的電場叫，靜電場的電場線是由發(fā)出，到終止，電場線閉合，而感應電場是一種渦旋電場，電場線是的，如圖所示，如果空間存在閉合導體，導體中的自由電荷就會在電場力的作用下定向移動，而產生感應電流，或者說導體中產生感應電動勢。感應電場是產生或的原因，感應電場的方向也可以由來判斷。感應電流的方向與感應電場的方向。2、感生電動勢(1)產生：磁場變化時會在空間激發(fā)，閉合導體中的

3、在電場力的作用下定向運動，產生感應電流，即產生了感應電動勢。(2)定義：由感生電場產生的感應電動勢成為。(3)感生電場方向判斷：定則?？偨Y：已知感應電場方向求原磁通量的變化情況的基本思路是：感應電場的方向 應磁場的方向磁通量的變化情況探究2:洛倫茲力與動生電動勢導體切割磁感線時會產生感應電動勢，該電動勢產生的機理是什么呢？導體切割磁感線產生的感應電動勢與哪些因素有關？它是如何將其他形式的能轉化為電能的？1、動生電動勢(1)產生：運動產生動生電動勢(2)大?。篍= (B的方向與v的方向)(3)動生電動勢大小的推導：X X XX X X XX X ><| X X X X arNU b

4、仁2、動生電動勢原因分析導體在磁場中切割磁感線時，產生動生電動勢，它是由于導體中的自由電子受到洛倫茲力的作用而引起的。如圖所示，一條直導線CD在勻強磁場B中以速度v向右運動，并且導線CD與B、v的方向垂直，由于導體中的自由電子隨導體一起以速度v運動，因此每個電子受到的洛倫茲力為：F > =BevXXXXXX X XCF的方向豎直向下，在力F的作用下，自由電子沿導體向下運動，使導體下端出現(xiàn)過剩DC兩端產生一個穩(wěn)定的電荷，導體上端出現(xiàn)過剩的電荷，結果使導體上端 D的電勢下端C的電勢，出現(xiàn)由指向的靜電場，當作用在自由電子上的靜電力與電子受到的洛倫茲力時, 的電勢差。探究3:動生電動勢和感生電動

5、勢具有相對性動生電動勢和感生電動勢的劃分，在某些情況下只有相對意義，如本章開始的實驗中，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對于磁鐵靜止的參考系觀察，磁鐵不動，空間各點的磁場也沒有發(fā)生變化，而線圈在運動，線圈中的電動勢是動生的；但是，如果在相對于線圈靜止的參考系內觀察，則看到磁鐵在運動，引起空間磁場發(fā)生變化，因而， 線圈中的電動勢 是感生的，在這種情況下，究竟把電動勢看作動生的還是感生的， 決定于觀察者所在的參考系，然而，并不是在任何情況下都能通過轉換參考系把一種電動勢歸結為另一種電動勢，不管是哪一種電動勢，法拉第電磁感應定律、楞次定律都成立。 同步練習1 .同導線繞制的邊長為 L或2L的四個閉合導

6、線框，以相同的速度勻速進入右側勻強磁場，如圖1所示.在每個線框進入磁場的過程中，M、N兩點間的電壓分別為 Ua、Ub、Uc和Ud.置MNMAIT莒莒鼻黑甚MXMKHXXX8KN1£MMMKM亶"IEM齪篁XVMMKM*下*X*XMkKJIKMXXK3MJCXXMx.sq下列判斷正確的是（）M M 口二a b c d圖1A. Ua<Ub<Uc<UdB. Ua<Ub<Ud<Uc C . Ua=Ub<Uc= U dD. Ub<Ua<Ud<Uc2.所示，有一范圍足夠大的勻強磁場， 磁感應強度B= 0.2 T,磁場方向垂直紙

7、面向里. 在 磁場中有一半徑r=0.4 m的金屬圓環(huán)，磁場與圓環(huán)面垂直，圓環(huán)上分別接有燈Li、L2,兩燈的電阻均為 Ro=2 葭金屬棒MN與圓環(huán)接觸良好，棒與圓環(huán)的電阻均忽略不計.N圖2(1)若棒以vo= 5 m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑過圓環(huán)直徑的瞬間MN中的電動勢和流過燈Li的電流；(2)撤去金屬棒MN ,若此時磁場的磁感應強度隨時間均勻變化，磁感應強度的變化率為AB 47T= 一 T/s,求回路中的電動勢和燈Li的電功率.t兀6同步練習答案353344,1. Ua = 4BLv, Ub = 6BLv, Uc = 4 B 2Lv=BLv, Ud=/B 2L v= §BLv,故選 B.答案B2. (1)等效電路如圖所示.L0MN中的電動勢 Ei=B2rvo=0.8 V EiMN中的電流I=R/2"8 A流過燈Li的電流Ii = 2- = 0.4 A(2)等效