江蘇省南京三中（六中校區(qū)）高二物理 45電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況學(xué)案

1、4.5電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)】 （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(chǎn)生的原因。（3）、能用動生電動勢和感生電動勢的公式進(jìn)行分析和計算。重點(diǎn)：感生電動勢和動生電動勢。難點(diǎn)：感生電動勢和動生電動勢產(chǎn)生的原因?！咀灾黝A(yù)習(xí)】一、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(yīng)電動勢產(chǎn)生的機(jī)理也不同，一般分為兩種：一種是B 不變，導(dǎo)體運(yùn)動引起的磁通量的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，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(chǎn)生的電動勢稱作 。BE1、感生電場19世紀(jì)60年代，英國物理學(xué)家麥克斯韋在他的電磁場理論中指出，變化的

2、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生電場。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(yīng)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(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會在電場力的作用下定向移動，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感生電場是產(chǎn)生 或 的原因，感生電場的方向也可以由 來判斷。感應(yīng)電流的方向與感生電場的方向 。2、感生電動勢（1）產(chǎn)生：磁場變化時會在空間激發(fā) ，閉合導(dǎo)體中的 在電場力的作用下定向運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，即產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。（2）定義：由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢成為 。（3）感生電場方向判斷： 定則。二、洛

3、倫茲力與動生電動勢1、動生電動勢FF洛DCDCB（1）產(chǎn)生： 運(yùn)動產(chǎn)生動生電動勢（2）大?。篍= （B的方向與v的方向 ）2、動生電動勢原因分析導(dǎo)體在磁場中切割磁感線時，產(chǎn)生動生電動勢，它是由于導(dǎo)體中的自由電子受到 力的作用而引起的?！镜湫屠}】一、感生電動勢的運(yùn)算【例1】 有一面積為S100 cm2的金屬環(huán)，電阻為R0.1 ，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖454乙所示，且磁場方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流的方向如何？通過金屬環(huán)的電荷量為多少？二、動生電動勢的運(yùn)算【例2】 如圖455所示，三角形金屬導(dǎo)軌EOF上放有一金屬桿AB，在外力作用下，使AB保持與OF垂直，以速度v勻速從O點(diǎn)開

4、始右移，設(shè)導(dǎo)軌與金屬棒均為粗細(xì)相同的同種金屬制成，則下列判斷正確的是()A電路中的感應(yīng)電流大小不變B電路中的感應(yīng)電動勢大小不變C電路中的感應(yīng)電動勢逐漸增大D電路中的感應(yīng)電流逐漸減小三、動生電動勢的綜合運(yùn)算【例3】如圖2所示，小燈泡規(guī)格為“2 V,4 W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為0.1 m，電阻不計金屬棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，電阻為1 ，整個裝置處于B1 T的勻強(qiáng)磁場中求：(1)為使燈泡正常發(fā)光，ab的滑行速度為多大？(2)拉動金屬棒ab的外力的功率有多大？四、 動生電動勢和感生電動勢的區(qū)別與聯(lián)系【例4】 如圖3所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r00.10 ，導(dǎo)

5、軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l0.20 m有隨時間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時間t的關(guān)系為Bkt，比例系數(shù)k0.020 T/s.一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直在t0時刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?，求在t6.0 s時金屬桿所受的安培力思維步步高在導(dǎo)體棒向左運(yùn)動過程中，產(chǎn)生的是動生電動勢還是感生電動勢？兩種電動勢是相加還是相減？求解電流時應(yīng)注意什么問題？高考資源網(wǎng)【課后練習(xí)】 1.一個面積S4×102 m2、匝數(shù)n100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向

6、垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖456所示，則下列判斷正確的是()A在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于0.08 Wb/sB在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零C在開始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于8 VD在第3 s末線圈中的感應(yīng)電動勢等于零2閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小，跟穿過這一閉合電路的下列哪個物理量成正比()A磁通量B磁感應(yīng)強(qiáng)度C磁通量的變化率 D磁通量的變化量3在下圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是()4如圖457所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，此粒子的動能將()A不變 B增加C減

7、少 D以上情況都可能5.如圖4所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動時，將產(chǎn)生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是()A因?qū)w運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢B動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān)C動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)D動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的6.如圖5所示，一個金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動B圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動C圓盤在磁場中向右勻速平移D勻強(qiáng)磁場均勻增加7如圖6所示為一彈性閉合導(dǎo)線圈，勻強(qiáng)磁場垂直紙面，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化時，觀察到線圈所圍的面積增大了，由此可判斷

8、B的方向和大小的情況是()AB垂直紙面向里，B變大BB垂直紙面向里，B變小CB垂直紙面向外，B變大DB垂直紙面向外，B變小8如圖7所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較小的圓形線圈2從線圈1的正上方下落，在下落過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則線圈2從線圈1的正上方下落至線圈1的正下方過程中，從上往下看線圈2，應(yīng)是()A無感應(yīng)電流產(chǎn)生B有順時針方向的感應(yīng)電流C有先順時針后逆時針的感應(yīng)電流D有先逆時針后順時針方向的感應(yīng)電流9金屬桿ab水平放置在某高處，當(dāng)它被平拋進(jìn)入一個方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中后(如圖8所示)，有關(guān)其上感應(yīng)電動勢的大小和兩端電勢的高低，以下說法中正確的是()A運(yùn)動過程中感應(yīng)電動勢的大小不變，Ua>UbB運(yùn)動過程中感應(yīng)電動勢的大小不變，Ua<UbC由于速率不斷增大，所以感應(yīng)電動勢變大，Ua>UbD由于速率不斷增大，所以感應(yīng)電動勢變大，Ua<Ub10