高中物理 第四章 电磁感应 4.5 电磁感应现象的两类情况1学案新人教版选修3-2.doc

《高中物理 第四章 电磁感应 4.5 电磁感应现象的两类情况1学案新人教版选修3-2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、4.5电磁感应现象的两类情况【学习目标】1.了解感生电场，知道感生电动势产生的原因．会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小.2.了解动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系.3.知道公式E＝n与E＝Blv的区别和联系，能够应用两个公式求解感应电动势．一、电磁感应现象中的感生电场[问题设计]如图1所示，B增强，那么就会在B的周围产生一个感生电场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，或者说导体中产生感应电动势．图1(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？(2)

2、上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？[要点提炼]1．感生电场磁场变化时会在周围空间激发一种，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把这种电场叫做．2．感生电动势(1)定义：由感生电场产生的感应电动势称为．(2)大小：E＝n.(3)方向判断：和右手螺旋定则．二、电磁感应现象中的洛伦兹力[问题设计]如图2所示，导体棒CD在均匀磁场中运动．图2(1)自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力．导体中自由电荷相对纸面的运动在空间大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷．(2)导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿

3、着导体棒一直运动下去？为什么？(3)导体棒的哪端电势比较高？如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的？[要点提炼]动生电动势1．产生：导体切割磁感线时，如果磁场不变化，空间就不存在，自由电荷不受电场力的作用，但自由电荷会随着导体棒切割磁感线的运动而受到，这种情况下产生的电动势称为．这时的非静电力与有关．2．大小：E＝Blv(B的方向与v的方向垂直)．3．方向判断：．三、E＝n和E＝Blv的选用技巧产生感应电动势的方式有两个：一是磁场变化引起磁通量变化产生感应电动势E＝n，叫感生电动势；另一个是导体切割磁感

4、线运动产生感应电动势E＝Blv，叫动生电动势．1．E＝n适用于任何情况下平均感应电动势的求法，当Δt→0时，E为值．2．E＝Blv是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的具体表达式．(1)当v为平均速度时，E为感应电动势．(2)当v为瞬时速度时，E为感应电动势．3．当同时存在感生电动势与动生电动势时，总电动势等于两者的．两者在方向相同时，方向相反时．(方向相同或相反是指感应电流在回路中的方向)四、导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的计算[问题设计]一长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，

5、求OA两端产生的感应电动势．一、对感生电场的理解例1某空间出现了如图3所示的一组闭合的电场线，这可能是()图3A．沿AB方向磁场在迅速减弱B．沿AB方向磁场在迅速增强C．沿BA方向磁场在迅速增强D．沿BA方向磁场在迅速减弱二、动生电动势的理解与应用例2在北半球上，地磁场竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处电势为φ2，则()A．若飞机从西往东飞，φ1比φ2高B．若飞机从东往西飞，φ2比φ1高C．若飞机从南往北飞，φ1比φ2高

6、D．若飞机从北往南飞，φ2比φ1高三、E＝n和E＝Blv的选用技巧例3如图4所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，若AB以5m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是0.2Ω，磁场的磁感应强度为0.2T．问：图4(1)3s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势多大？回路中的电流为多少？(2)3s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？四、导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的计算例4长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直于匀强磁场的平面内

7、以角速度ω做匀速转动，如图5所示，磁感应强度为B.求：图5(1)金属棒ab的平均速率；(2)a、b两端的电势差；(3)经时间Δt金属棒ab所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？1．(对感生电场的理解)在下列选项所示的四种磁场变化情况中能产生恒定的感生电场的是()错误！未找到引用源。2．(E＝n与E＝Blv的选用技巧)如图6所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列

8、结论正确的是()图6A．感应电流方向不变B．CD段直导线始终不受安培力C．感应电动势最大值Em＝BavD．感应电动势平均值＝πBav3．(导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的计算)如图7所示，