高中物理 第四章 第五节 电磁感应定律的应用学案(新人教版)选修3-2.doc

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1、§4.5电磁感应定律的应用【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及其区别与联系。【重点难点】1.重点：感生电动势与动生电动势的概念。2.难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。【课前预习】一、感生电场与感生电动势1．感生电场（1）产生机理AB一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，闭合电路内将会产生感应电动势。电路中电动势的作用就是某种非静电力对自由电荷的作用，从而使自由电荷定向运动，形成电流。那么感应电动势的这种作用是谁扮演了非静电力的角色呢？英国物理学家麦克斯韦认为，_______时会在空间激发一种电场。如图A

2、、B所示，如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在这种电场的作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势。在这种情况下，_________充当了非静电力的角色。（2）概念：由于磁场的变化而激发的感应电场叫感生电场。（3）感生电场又称涡旋电场。它是由变化的磁场激发，而不是由电荷激发，描述涡旋电场的电场线是闭合曲线。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________产生的电动势叫做感生电动势。也就是说，由于磁场的变化而激发了感生电场，产生的感应电动势叫感生电动势。（2）计算公式：。感生电动势的大小遵循法拉第电磁

3、感应定律。3.特点（1）感生电动势在电路中的作用就是电源，其电路就是内电路，当它与外电路连接后就会对外电路供电.　（2）感生电场是产生感生电流或感生电动势的原因。（3）感生电场的方向的判定：同样可根据楞次定律与安培定则来确定。感生电动势的方向与感生电场的方向和感生电流的方向都相同。（4）感生电场做功是把其它形式的能转化为电能。二、洛伦兹力与动生电动势1．产生机理导体棒在匀强磁场中做切割磁感线运动也会产生感应电动势。这种情况下磁场没有变化，空间没有感生电场，所以产生感应电动势的机理与感生电动势不同。如图所示的金属导体棒CD以速度v切割磁感线时，导体棒内的自由电子也以速

4、度v随棒一起运动，根据左手定则，自由电子所受的洛伦兹力方向向着D端，所以D端就有负电荷积累，由于棒是电中性的，所以C端就有正电荷积累，如果把CD两端用导线连接，就会形成从C经导线流向D的电流。当两端的正负电荷在导体内部产生的电场作用于自由电子的电场力与自由电子受到的洛仑兹力相等时，电子就不再运动而达到平衡。如果用导线将两端连起来，就产生了电流，运动的导线就是电源，可见C相当于是电源的正极，D相当于是电源的负极。这一结果与用右手定则判断的结果完全一致。洛仑兹力就是不断的把自由电子从电源的正极拉到负极，使电路里产生稳定持续的电流。2.本质：导体在做切割磁感线运动中，导体

5、本身相当于一个_______，_________充当了非静电力，从而使自由电荷发生定向运动形成感应电动势，即产生了动生电动势。3.动生电动势（1）概念：在磁场中由于导体的_______而产生的感应电动势叫动生电动势。（2）动生电动势的求解方法：一是利用公式E=BLv来直接计算；二是设法构成一种合理的闭合回路以便于应用“法拉第电磁感应定律”求解。（3）动生电动势方向的判定由右手定则判断：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在同一平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿人手心，大拇指指向导体运动的方向，则其余四指所指的方向就是导体中的高电势方向．（4）动生电

6、动势实质上是由于导体作宏观机械运动而使自由电子受到洛仑兹力作用，进而发生定向运动产生电势差。因此，只有导体有宏观机械运动，才可能产生动生电动势。其非静电力是洛伦兹力。三、感生电动势与动生电动势的比较感生电动势动生电动势含义由于磁场发生变化而在回路中产生的感应电动势表示长为l的导体（无论闭合与否）做切割磁感线运动时产生的感应电动势大小E=BLv非静电力感生电场力洛仑兹力方向只能用楞次定律判别可以用右手定则，也可用楞次定律判别答案：【课前预习】一、1.磁场变化感生电场2.感生电场二、1.电源洛伦兹力2.运动【预习检测】1.如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱

7、的变化，而使电路产生了感生电动势。下列说法正确的是（）A．磁场变化时，会在空间激发一种电场B．使电荷定向移动形成电流的是磁场力C．使电荷定向移动形成电流的是电场力D．以上说法都不对2.某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是（）A．沿AB方向的磁场在迅速减弱B．沿AB方向的磁场在迅速增强C．沿BA方向的磁场在迅速增强D．沿BA方向的磁场在迅速减弱3.如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（）A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关C．动生电动势的产生与电