4.5电磁感应现象的两类情况集体备课
《电磁感应现象的两类情况》“感知觉”理论教学设计
《电磁感应现象的两类情况》“感知觉”理论教学设计摘要：认知心理学是一门研究认知以及人类行为背后的心智处理过程，包括思维、决定、推理和一些动机和情感的心理科学。
基于认知心理学的学科特征，在物理教学设计中加以认知心理学的元素将有效提高学生物理学习的效果，本文就基于认知心理学的“感知觉”理论给出了高中物理一节课的教学设计案例及其分析。
关键词：认知心理学；感知觉；教学设计1.教学设计理念教材提供了教学的框架和核心知识点，是教师授课的主要工具。
而课堂活动的组织、安排和内容的逻辑处理则是教师的再创造过程。
本节课是高二年级电学内容选学的第二个模块，学生在前期已经有了一定的相关知识的积累，教师在设计教学时应该遵循学生的认知规律，秉持实验教学的原则，充分触发学生的感知觉，进一步激发学生的学习兴趣和动机。
2.学习需要的分析学生在前两节的学习中，已经学习了楞次定律以及法拉第电磁感应定律，但学生并不知道感应电流是如何产生的，其中的电动势又是如何而来。
学生需要进一步知道不同情况下感应电动势及感应电流形成的机制。
通过本节课的学习，可以让学生学习了解电磁感应现象的两类不同情况并明确两种情况下的感应电动势的形成机制以及感应电流是如何产生的。
3.学习内容分析《电磁感应现象的两类情况》是高中物理课程（选修 3-2）第四章第五节内容，位于楞次定律与法拉第电磁感应定律之后。
日常教学往往是一带而过，是楞次定律与电磁感应定律的进一步应用，对生产实践具有重要意义。
4.学习者分析学生在前两节的学习中已经学习了楞次定律以及法拉第电磁感应定律，知道了回路中磁通量变化会产生感应电流和感应电动势，但学生并不知道感应电流是如何产生的，其中的电动势又是如何而来。
鉴于高二学生既具有形象思维又具有抽象思维，形象思维占优势，抽象思维逐步成熟，独立思考能力进一步发展。
喜欢思考，喜欢探究。
因此较习惯从直观现象出发，喜欢动手但缺乏对问题深层次的思考。
因此在教学中不仅要发挥学生形象思维的优势，以实验充分调动学生的感知觉，更要结合实验通过适当的引导和问题来激发学生对所学知识的进一步认知和理解。
电磁感应现象的两类情况 导学案
课时4.4电磁感应现象的两类情况1.了解感生电场,知道感生电动势产生的原因。
2.了解电动势的产生条件以及与洛伦兹力的关系。
3.知道感应电动势的两种不同类型。
4.了解电磁感应规律的一般应用,会联系科技实例进行分析。
1.电磁感应现象中的感生电场感生电场:英国物理学家①麦克斯韦认为,磁场②变化时会在空间激发一种电场。
(1)感生电动势:由③感生电场产生的感应电动势。
(2)感生电动势中的“非静电力”:④感生电场对自由电荷的作用力。
(3)感生电场的方向:与所产生的⑤感应电流方向相同,可根据楞次定律和右手定则判断。
2.电磁感应现象中的洛伦兹力(1)动生电动势:由于⑥导体棒运动而产生的感应电动势。
(2)动生电动势中的“非静电力”:自由电荷因随导体棒运动而受到⑦洛伦兹力,非静电力与⑧洛伦兹力有关。
(3)动生电动势中的功能关系:闭合回路中,导体棒做切割磁感线运动时,克服⑨安培力做功,其他形式的能转化为电能。
主题1:感生电场与感生电动势(1)如图所示,穿过闭合回路的磁场在增强,在回路中产生感应电流,是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动?(2)感生电场与闭合回路的存在有无关系?感生电场的方向如何?主题2:理论探究动生电动势的产生(重点探究)阅读教材中“电磁感应现象中的洛伦兹力”的相关内容,回答下列问题。
(1)什么是动生电动势?(2)如图所示,导体棒CD在匀强磁场中做切割磁感线运动。
注意导体棒中的自由电荷是带负电的电子。
①自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力,它将沿导体棒向哪个方向运动?②如果导体棒一直运动下去,自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去?为什么?③导体棒哪端电势比较高?④如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上,导体棒中电流的方向如何?(3)动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关吗?电磁感应现象中的洛伦兹力做功吗?主题3:电磁感应中的能量问题(1)如图所示,下面是螺线管和灵敏电流表组成的闭合电路,上面是弹簧和条形磁铁组成的振动装置,线圈直径大于磁铁的宽度。
《电磁感应现象的两类情况》教案
《电磁感应现象的两类情况》教案《电磁感应现象的两类情况》教案《电磁感应现象的两类情况》教案一、教学目标：（一）知识与技能目标1、复习感生电场、感生电动势产生的原因。
会判断感生电动势的方向，计算它的大小。
2、复习动生电动势的产生与洛伦兹力的关系。
会判断动生电动势的方向，计算它的大小。
3、通过本节复习可以使学生深入理解电磁感应现象，达到熟练掌握的目的。
（二）过程与方法目标1、学会建立表格，通过比较归纳得出结论的方法。
2、培养学生熟练应用正交分解法解决问题的能力。
（三）情感态度与价值观目标使学生体会科学家们分析物理问题从现象到本质的过程，激发对物理学习的兴趣。
二、教学重点、难点：教学重点：复习感生电动势与动生电动势的概念。
加深对感生电动势与动生电动势产生实质的理解。
教学难点：对非静电力加深理解，从功能角度分析动生电动势。
三、教学方法和手段1、利用图表、动画展示，有利于学生直观比较，自己得出规律。
2、典型例题讲解与精选练习相结合。
3、多媒体展示学生优秀解答和典型错误。
4、指导学生正确画图，养成画图分析的习惯四、教学过程：（一）课堂引入：由恒定电流一章知道电路中有电流必有电源，电源有电动势，电源内部非静电力做功实现能量转化。
电磁感应电路中也有相应的物理量，分为两种。
（二）电磁感应现象中的感生电场与感生电动势1、复习麦克斯韦电磁理论：变化的磁场能激发涡旋电场（区别于静电场）。
2、在电磁感应现象中，当磁场发生变化时，在磁场周围能激发涡旋感应电场，感应电场能给导体中自由电荷力的作用，使其定向移动形成电流。
感应电场给自由电荷的力即为这里的非静电力。
同时导体中的感应电动势叫感生电动势。
3、如何判断感生电场、感生电动势的方向？4、应用与练习练习1、(2010·福州模拟)著名物理学家费曼曾设计过一个实验，如图所示．在一块绝缘板上部安一个线圈，并接有电源，板的四周嵌有许多带负电的小球，整个装置支撑起来．忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是() A．圆盘将逆时针转动B．圆盘将顺时针转动C．圆盘不会转动D．无法确定圆盘是否会动练习2、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？回路的感应电动势多大?小结：变化的磁场周围激发感生电场，不管有无回路，感生电场一定存在，若感生电场中有闭合回路，就会产生感应电流。
4.5电磁感应现象的两类情况教案
第 5 课电磁感应现象的两类情况一、学习目标：1、了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。
2、了解感生电动势和动生电动势产生的原因。
3、能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。
学习重点：感生电动势和动生电动势。
学习难点：感生电动势和动生电动势产生的原因。
导学指导导学检测及课堂展示阅读教材完成右边问题一、感生电动势和动生电动势由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是B 不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作，另外一种是不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作。
1、感生电场19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感生电场。
静止的电荷激发的电场叫，静电场的电场线是由发出，到终止，电场线闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是的，如图所示，如果空间存在闭合导体，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。
感生电场是产生或的原因，感生电场的方向也可以由来判断。
感应电流的方向与感生电场的方向。
2、感生电动势（1）产生：磁场变化时会在空间激发，闭合导体中的在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。
（2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为。
（3）感生电场方向判断：定则。
即时训练1有一面积为S＝100 cm2的金属环，电阻为R＝0.1 Ω，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少？二、洛伦兹力与动生电动势1、动生电动势BE（1）产生：运动产生动生电动势（2）大小：E= （B的方向与v的方向）2、动生电动势原因分析导体在磁场中切割磁感线时，产生动生电动势，它是由于导体中的自由电子受到力的作用而引起的。
三、巩固诊断。
电磁感应现象的两类情况导学案
§4.5电磁感应现象的两类情况[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[自主学习]1．英国物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场叫做电场；有这种电场产生的电动势叫做，该电场的方向可以由右手定则来判定。
2．由于导体运动而产生的感应电动势称为。
[典型例题]例1 如图1所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m的金属棒ab，垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计。
金属棒与导轨间的动摩擦因数为 ，若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动，求金属棒的最大速度。
例2 如图2所示，线圈内有理想的磁场边界，当磁感应强度均匀增加时，有一带电量为q，质量为m的粒子静止于水平放置的平行板电容器中间，则此粒子带，若线圈的匝数为n，线圈面积为S，平行板电容器的板间距离为d，则磁感应强度的变化率为。
[针对训练]1.通电直导线与闭合线框彼此绝缘，它们处在同一平面内，导线位置与线框对称轴重合，为了使线框中产生如图3所示的感应电流，可采取的措施是：（A）减小直导线中的电流(B)线框以直导线为轴逆时针转动（从上往下看）(C)线框向右平动 (D)线框向左平动2．一导体棒长l=40cm，在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动，运动的速度v=5.0m／s，导体棒与磁场垂直，若速度方向与磁感线方向夹角β=30°，则导体棒中感应电动势的大小为V，此导体棒在做切割磁感线运动时，若速度大小不变，可能产生的最大感应电动势为V3．一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是：(A)将线圈匝数增加一倍(B)将线圈面积增加一倍(C)将线圈半径增加一倍(D)适当改变线圈的取向4．如图4所示，四边完全相同的正方形线圈置于一有界匀强磁场中，磁场垂直线圈平面，磁场边界与对应的线圈边平行，今在线圈平面内分别以大小相等，方向与正方形各边垂直的速度，沿四个不同的方向把线圈拉出场区，则能使a、b两点电势差的值最大的是：(A)向上拉(B)向下拉(C)向左拉（D）向右拉5．如图5所示，导线MN可无摩擦地沿竖直的长直导轨滑动，导线位于水平方向的匀强磁场中，回路电阻R，将MN由静止开始释放后的一小段时间内，MN运动的加速度可能是：（A）．保持不变（B）逐渐减小（C）逐渐增大（D）无法确定6．在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，如图所示(纸面即水平面)，在垂直纸面方向有一匀强磁场，则：（A）若磁场方向垂直纸面向外并增长时，杆ab将向右移动（B）若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向左移动（C）若磁场方向垂直纸面向里并增长时，杆ab将向右移动（D）若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移7．如图7所示，圆形线圈开口处接有一个平行板电容器，圆形线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，要使电容器所带电量增加一倍，正确的做法是：(A)使电容器两极板间距离变为原来的一半(B)使线圈半径增加一倍(C)使磁感强度的变化率增加一倍(D)改变线圈平面与磁场方向的夹角。
高中物理 4.5 电磁感应现象的两类情况教案 新人教版选修3-2
电磁感应现象的两类情况【三维目标】一、知识与技能1．知道感生电场。
2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
二、过程与方法通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。
三、情感、态度与价值观通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。
【教学重点】感生电动势与动生电动势的概念。
【教学难点】对感生电动势与动生电动势实质的理解。
【教学流程】（一）引入新课在电磁感应现象中，由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，本节课我们就一起来学习感应电动势产生的机理。
（二）新课教学1、复习利用公式E Nt ∆Φ=∆求E 的两种方式：()1S B E NN t t ∆Φ∆==∆∆ ()2B S E N N t t ∆Φ∆==∆∆ 教师活动：产生感应电动势有两种方式：一是磁场强弱发生变化，二是切割磁感线。
2、电磁感应现象中的感生电场（1）感生电场教师活动：如右图，磁场增强，产生感应电流的方向。
学生：逆时针方向（从上往下看）教师活动：产生感应电流的原因是什么呢？学生：穿过闭合电路的磁通量发生变化，产生感应电流。
教师活动：从微观角度来看，导线中的电流就是由自由电子定向移动而形成的，是什么样的力使得导线中的自由电子能定向移动呢？学生：电场力教师活动：导线中本来没有电流，自由电荷静止，不可能有洛仑兹力，只能是电场力，这个电场线就环形的，导线中的由自由电子就是在这个电场的作用下定向移动，那这个电场是如何产生的呢，只能是正在增强的磁场的产生的。
19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感生电场。
教师活动：观察图片，概括感生电场有哪些特点？学生：感生电场的电场线是封闭的。
教师活动：感生电场线不同于静电场线，请同学们再回忆一下静电场线的特点。
学生：①从无穷远（正电荷）出发，终止于负电荷（无穷远）。
电磁感应现象的两种情况 说课稿课件
说课内容
1 2 3 4 5
教材分析，学情分析 教学目标 教学重难点 教法与学法 教学过程
1.1 教材分析
“电磁感应规律的应用”选自于人教版3-2第四章 第五节。是在学习完法拉第电场感应定律后进行的 教学，通过之前的教学对“电与磁相互作用的内容” 有了较完整的认识，具有承前的作用，同时也是知 识的自然延续。学习本节也是关注与磁相关的现代 技术发展 ，了解电磁感应在生活和生产中的应用 ， 进一步加深同学们学习物理的兴趣。
由此可以得到，这种情况下的非静电力就是洛伦兹力。
5.4 洛伦兹力与动生电动势
由导体运动产生的感应电动势就是动生电动势。
感生电动势与动生电动势统称感应电动势， 它们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.
5.4 应用举例
谈谈你们生活中还有哪些关于电磁感应规律的应用。
通过实例探究、猜想 感生电场产生原因， 演示导体切割磁感线 实验，再导出两种电 动势的概念。
1、激发学生的好奇 心和求知欲，了解 很多事物之间存在 本质上的联系。 2、了解电磁感应的 应用，感受科学技 术对社会发展的作 用。
3 教学重难点
教学重点
教学难点
感生电场、感生电动势与 动生电动势的概念。
对感生电场实质的理解
1.2 学情分析
在学习本节课之前，学生对电磁感应已经有 了一定的认识，但对电磁感应在现实生活以及 生产中的应用还不太了解，不知道他们所用的 一些东西用的就是电磁感应原理。
2 教学目标
知识与技能 过程与方法 情感态度与 价值观
1、理解什么是感 生电场并会判别其 方向。 2、知道感生电动 势和动生电动势及 其区别与联系。
电磁感应现象的两类情况 说课稿 教案
问题7：电子逆时针运动，等效电流方向如何？(顺时针。
)
问题8：加速电场的方向如何？顺时针。
)
问题9：使电子加速的电场是什么电场？(感生电场。
)
问题10：电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场？为什么？
(增强。
因为感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反。
感应电流的磁场阻碍磁通量的变化。
感生电场是磁场变强引起的。
因此，电磁铁的电流变大才能使电子加速。
)
问题11：如果电流的方向与图示方向相反，请自己判断一下，为使电子加速，电流又应怎样变化？
2、洛伦兹力与动生电动势
磁场变强
在做切割磁感线运动时，将产生一个电动
）
解析：应用感应电动势的计算式、安培力的计算式、物体的平衡知识。
《电磁感应现象的两类情况》教案
《电磁感应现象的两类情况》教案主要教学活动通过两类电磁感应现象的情景，复习感应电流产生的条件；利用右手定则判断导体棒垂直切割磁感线运动时，感应电流方向；复习法拉第电磁感应定律在两类情境下的应用。
一、结合导体棒在磁场中垂直切割磁感线运动，探究导体棒中感应电流产生的原因，如何计算动生电动势大小。
（一）金属导体中电荷的情况。
金属中存在大量的正离子和自由电子。
正离子在金属中不能自由运动，能够自由运动的粒子只有自由电子。
只需要研究导体棒中自由电子的运动情况。
而通常情况下，自由电子做无规则热运动。
（二）导体棒静止在磁场中磁场对做无规则运动的电子有洛伦兹力的作用，由于导体棒中自由电子的热运动是无规则的，磁场对这些自由电子的洛伦兹力方向，也是无规则的，无法产生感应电流。
（三）导体棒在磁场中垂直切割磁感线运动1. 从受力得角度分析。
自由电子受到向下的洛伦兹力作用，下端积累了负电荷呈现出负电性，上端带正电，电势较高，下端带负电，电势较低。
导体棒内有了静电场，自由电子受到向上的静电力和向下的洛伦兹力。
最初洛伦兹力大于静电力，电子继续向下运动，静电力不断增大。
最终电子达到平衡状态。
Bev =Ul e ，U =Blv.外电路开路，E = U =Blv. 2. 从能量角度分析 （1）将导体棒两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒与用电器构成一个闭合回路。
以其中一个电子为研究对象，力F 1对电子做正功 W 1=F 1l =Bev 1l l Bv NelNBev Q W E 11=== 给出感生电动势的概念——如果感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫做“动生电动势”。
导体棒就相当于电源 洛伦兹力F 1使自由电子定向运动，作为非静电力克服静电力做功，将其它形式的能转化为电能。
这就是导体棒切割磁感线产生感应电动势的原因。
（2）讨论自由电子受到的洛伦兹力做功的问题 自由电子随导体棒运动v 1、沿导体棒向下的运动v 2，平行四边形定则合成。
人教版选修3《电磁感应现象的两类情况》说课稿
人教版选修3《电磁感应现象的两类情况》说课稿一、课程概述本堂课以人教版选修3《电磁感应现象的两类情况》为内容，主要介绍电磁感应的两类情况：恒磁场中的电磁感应和变化磁场中的电磁感应。
通过本课程的学习，学生将了解电磁感应的基本概念和原理，并通过实例分析和问题解答，深入理解电磁感应现象的两类情况。
二、教学目标1.知识目标：–掌握电磁感应的概念和基本原理；–理解恒磁场中的电磁感应和变化磁场中的电磁感应的区别与联系；–掌握电磁感应的定律和公式的应用。
2.能力目标：–能够分析并解决与电磁感应有关的问题；–能够运用所学知识解释实际中的电磁感应现象。
3.情感目标：–培养学生对科学知识的兴趣和好奇心；–培养学生的思辨能力和创新意识。
三、教学重点1.掌握电磁感应的概念和基本原理；2.理解恒磁场中的电磁感应和变化磁场中的电磁感应的区别与联系；3.理解电磁感应的定律和公式的应用。
四、教学内容1. 恒磁场中的电磁感应（1）恒磁场的特点在探讨恒磁场中的电磁感应之前，首先要了解恒磁场的特点。
恒磁场是指在空间中磁感应强度和磁场方向都保持不变的磁场。
（2）法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述恒磁场中电磁感应现象的定律。
它表明：当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势。
具体地，如果磁通量增加，则感应电动势的方向与磁通量的变化方向相反；如果磁通量减少，则感应电动势的方向与磁通量的变化方向相同。
（3）电磁感应定律的应用通过实例分析，我们可以看到电磁感应定律在现实生活中的应用。
例如发电机、电力变压器等设备都是基于电磁感应原理工作。
2. 变化磁场中的电磁感应（1）变化的磁场特点变化磁场是指磁感应强度和磁场方向随时间变化的磁场。
当磁场的强度或方向发生变化时，会在周围空间中产生感应电动势。
（2）楞次定律楞次定律是描述变化磁场中电磁感应现象的定律。
它表明：在闭合导体回路中，感应电流的方向是这样的，使得产生的磁场的磁感应强度和变化磁场的变化方向相反。
高中物理_电磁感应现象的两类情况教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计教学设计的理论依据这节课我主要根据建构主义学习理论进行设计，在整个过程中主要采用自主探究、交流讨论和多媒体辅助教学等多种教学方法。
当今建构主义对于学习做出了新的解释，认为学习是学习者主动地建构内部心理表征的过程，并且认为知识具有情境性，知识是在情境中通过活动而产生的。
建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。
教学过程的实施采用了“三案”导学法。
即课前自主探究案、课堂互动导学案、课后应用提升案。
下面谈一下“三案”的具体设计和要达到的预期目标。
1．自主探究案。
课前发给学生，引导学生回顾已学知识，所以，通过课前自主学习回顾已学知识是必须的。
2．课堂互动案。
本案是这节课的核心，是实现三维目标的载体。
在本案中将通过多媒体辅助教学的手段引领学生掌握解题的思路和方法，感受用所学知识解决物理问题的快乐，体会与同学互动学习、一起探究的成功喜悦。
师生互动、自主探究是本案的主旋律。
本案的核心内容是对两个例题的处理。
学情分析学生已经通过本章的学习，掌握了用电磁感应现象解决问题，理解了电磁感应现象的两类问题的本质，为本课题的引入提供了较好的条件。
学生已经具备处理本章知识的能力。
效果分析本堂课使用多媒体教学，课容量较大，充分利用高科技，通过动画效果，突出了本堂课的重难点，激发了学生的学习兴趣；通过做实验，计算从而调动了学生思考和动手的积极性。
通过本节课的学习，学生已经掌握了电磁感应现象的两类情况的本质。
我认为本节课达到了预期的教学目的，效果良好。
教材分析电磁感应现象的两类情况是人教版选修3-2第四章第五节的内容，是前面几节课内容的理论归纳与升华，也是后续麦克斯韦理论的一个过渡环节，在电磁学理论中的地位可想而知。
本节内容学习，重点在于如何体验感生电动势概念的形成过程，进而会运用感生电场、电动势的知识去分析判断问题。
评测练习知识点一两种感应电动势的产生1.某空间出现了如图4-5-16所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是()．A．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2.如图4-5-17所示，内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视)，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场．设运动过程中小球带电荷量不变，那么()．A．小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B．小球所受的磁场力一定不断增大C．小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动D．磁场力对小球一直不做功3.如图4－5－18所示，导体AB在做切割感线运动时，将产生一个感应电动势，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场有关D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的4.图4－5－19如图4－5－19所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将()．A．不变B．增大C．减少D．以上情况都有可能5．(2012•新课标卷)如图4－5－20所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt的大小应为()．图4－5－20A.4ωB0πB.2ωB0πC.ωB0πD.ωB02π知识点二电磁感应中的能量转化与守恒6.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图4－5－21所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m的小金属块从抛物线y＝b(b＞a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()．A．mgb B.12mv2C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋12mv27.如图4－5－22所示，将匀强磁场中的线圈(正方形，边长为L)以不同的速度v1和v2匀速拉出磁场，线圈电阻为R，那么两次拉出过程中，外力做功之比W1∶W2＝________.外力做功功率之比P1∶P2＝________.8.如图4－5－23所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，OC之间连一个电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若要使OC能以角速度ω匀速转动，则外力做功的功率是()．A.B2ω2r4RB.B2ω2r42RC. B2ω2r44RD.B2ω2r48R9.如图4－5－24所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B.正方形金属框abcd可绕光滑轴OO′转动，边长为L，总电阻为R，ab边质量为m，其他三边质量不计，现将abcd 拉至水平位置，并由静止释放，经时间t到达竖直位置，产生热量为Q，若重力加速度为g，则ab边在最低位置所受安培力大小等于()．A.B2L22gLR B．BL QRtC.B2L2RtD.B2L2R 2mgL－Q m课后反思课后构思与反思：1、设计构想，本节备课时不但想怎么教，我更多是想怎么学。
4.5电磁感应现象的两类情况教学设计
“四环一心”课堂教学设计模板
每一个电动势都对应有一种非静电力——正是由于非静电力做功把其他形式的能转化为电能(如干电池)。
应用实例：电子感应加速器
它的柱形电磁铁在两极间产生磁场。
在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道。
当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。
射入其中的电子就受到这感应电场的持续作用而被不断加速。
1.做课本例题
电子感应加速器
(教材问题与练习第2题) ．交流答案，实物投影仪展示
．深入提高：如图所示，100匝线圈(为表示线圈的绕向，两端A ，B 与一个电压表相连。
线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。
按图乙所示的规律，电压表的读数应该等于多少？请在线圈位置上标出感应电场的方向。
(1)E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB
Δt s ＝100×0.5 V ＝50 V
电压表读数为50 V
感应电场的方向为逆时针方向。
在均匀磁场中运动。
．自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。
导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向？为了方便，
棒处于匀强磁场中，磁感应强度为
匀速向右滑动，已知导轨宽度为
题如图，水平面上有两根相距0.5 m的足够长的平行金属，它们的电阻可忽略不计，在。
高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况教案新人教版选修3_2
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 ΔΦΔt. 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5×10－5T.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12.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 ΔΦΔt计算. 例1 (多选)某空间出现了如图2所示的一组闭合的电场线，这可能是( )图2A.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答案 AC闭合回路(可假定其存在)的感应电流方向就表示感生电场的方向.判断思路如下： 假设存在垂直磁场方向的闭合回路→回路中的磁通量变化――――→楞次定律安培定则回路中感应电流的方向―→感生电场的方向例2 如图3甲所示，线圈总电阻r ＝0.5 Ω，匝数n ＝10，其端点a 、b 与R ＝1.5 Ω的电阻相连，线圈内磁通量变化规律如图乙所示.关于a 、b 两点电势φa 、φb 及两点电势差U ab ，正确的是( )图3A.φa >φb ，U ab ＝1.5 VB.φa <φb ，U ab ＝－1.5 VC.φa <φb ，U ab ＝－0.5 VD.φa >φb ，U ab ＝0.5 V答案 A解析 从题图乙可知，线圈内的磁通量是增大的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相反，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据右手螺旋定则可知，线圈中感应电流的方向为逆时针方向.在回路中，线圈相当于电源，由于电流的方向是逆时针方向，所以a 相当于电源的正极，b 相当于电源的负极，所以a 点的电势高于b 点的电势.根据法拉第电磁感应定律得：E ＝n ·ΔΦΔt ＝10×0.080.4 V ＝2 V.I ＝E R 总＝21.5＋0.5A ＝1 A.a 、b 两点的电势差相当于电路中的路端电压，所以U ab ＝IR ＝1.5 V ，故A 正确.二、动生电场和动生电动势1.动生电场的产生如图4所示，导体棒CD 在匀强磁场中运动.图4自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力.若CD 向右匀速运动，由左手定则可判断自由电子受到沿棒向下的洛伦兹力作用，C 端电势高，D 端电势低.随着C 、D 两端聚集电荷越来越多，在CD 棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动，C 、D 两端形成稳定的电势差.2.感生电动势与动生电动势的比较例3 如图5所示，边长为L 的正方形线圈与足够大的匀强磁场垂直，磁感应强度为B .当线圈按图示方向以速度v 垂直B 运动时，下列判断正确的是( )图5A.线圈中无电流，φa ＝φb ＝φc ＝φdB.线圈中无电流，φa ＞φb ＝φd ＞φcC.线圈中有电流，φa ＝φb ＝φc ＝φdD.线圈中有电流，φa ＞φb ＝φd ＞φc 答案 B解析 线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，C 、D 错误；导线两端有电势差，根据右手定则，可知A 错误，B 正确.[学科素养] 通过例2和例3，加深对感生电动势和动生电动势的理解，掌握它们方向的判断方法，并会对两者进行区分，体现了“科学思维”的学科素养.三、导体棒转动切割产生动生电动势的计算1.当导体棒在垂直于磁场的平面内，其一端固定，以角速度ω匀速转动时，产生的感应电动势为E ＝Bl v ＝12Bl 2ω，如图6所示.图62.若圆盘在磁场中以角速度ω绕圆心匀速转动时，如图7所示，相当于无数根“辐条”转动切割，它们之间相当于电源的并联结构，圆盘上的感应电动势为E ＝Br v ＝12Br 2ω.图7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以角速度ω匀速转动，如图8所示，磁感应强度大小为B .求：图8(1)金属棒ab 两端的电势差；(2)经时间Δt 金属棒ab 所扫过的面积中通过的磁通量为多少？此过程中的平均感应电动势多大？答案 (1)12Bl 2ω (2)12Bl 2ωΔt 12Bl 2ω 解析 (1)ab 两端的电势差：U ab ＝E ＝Bl v ＝12Bl 2ω. (2)经时间Δt 金属棒ab 所扫过的扇形面积ΔS ＝12l 2θ＝12l 2ωΔt ，ΔΦ＝B ΔS ＝12Bl 2ωΔt . 由法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦΔt ＝12Bl 2ωΔt Δt ＝12Bl 2ω.1.(感生电场和感生电动势)如图9所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将( )图9A.沿顺时针方向运动B.沿逆时针方向运动C.在原位置附近往复运动D.仍然保持静止状态答案 A 2.(感生电场和感生电动势)在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图10甲所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 按如图乙所示规律变化时，下列四个图中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是( )图10答案 A解析 在第1 s 内，磁感应强度B 均匀增大，由楞次定律可判定感应电流为正，其产生的感应电动势E 1＝ΔΦ1Δt 1＝ΔB 1Δt 1S ，在第2～3 s 内，磁感应强度B 不变化，即线圈中无感应电流，在第4～5 s 内，磁感应强度B 均匀减小，由楞次定律可判定，其感应电流为负，产生的感应电动势E 2＝ΔΦ2Δt 2＝ΔB 2Δt 2S ，由于ΔB 1＝ΔB 2，Δt 2＝2Δt 1，故E 1＝2E 2，由此可知，选项A 正确. 3.(转动切割产生的动生电动势)如图11所示，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上.当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为φa 、φb 、φc .已知bc 边的长度为l .下列判断正确的是( )图11A.φa ＞φc ，金属框中无电流B.φb ＞φc ，金属框中电流方向沿abcaC.U bc ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流 D.U ac ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿acba 答案 C解析 金属框abc 平面与磁场方向平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B 、D 错误；转动过程中bc 边和ac 边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断φa <φc ，φb <φc ，选项A 错误；由A 项的分析及E ＝BL v 得U bc ＝－12Bl 2ω，选项C 正确.4.(平动切割产生的动生电动势)如图12所示，“∠”形金属框架MON 所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，金属棒ab 能紧贴金属框架运动，且始终与ON 垂直，金属棒与金属框架粗细相同，且由同种材料制成.当ab从O点开始(t＝0)匀速向右平动时，速度为v0，∠MON＝30°.图12(1)试求bOc回路中感应电动势随时间变化的函数关系式.(2)闭合回路中的电流随时间变化的图象是________.答案(1)E＝33Bv02t(2)B解析(1)t＝0时ab从O点出发，经过时间t后，ab匀速运动的距离为s，则有s＝v0t.由tan 30°＝bcs，有bc＝v0t·tan 30°.则金属棒ab接入回路的bc部分切割磁感线产生的感应电动势为E＝Bv0bc＝Bv02t tan 30°＝33Bv02t.(2)l Ob＝v0t，l bc＝v0t tan 30°，l Oc＝v0tcos 30°，单位长度电阻设为R0，则回路总电阻R＝R0(v0t＋v0t tan 30°＋v0tcos 30°)＝R0v0t(1＋3)，则回路电流I＝ER＝(3－3)Bv06R0，故I为常量，与时间t无关，选项B正确.一、选择题考点一感生电动势1.如图1所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动，现加一竖直向上的磁感应强度均匀减小的磁场，则( )图1A.小球速度变大B.小球速度变小C.小球速度不变D.小球速度可能变大也可能变小答案 B解析磁场的变化使空间内产生感生电场，由楞次定律知感生电场的方向为逆时针，带正电小球受到的电场力与运动方向相反，故小球速度减小，选B.2.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场.如图2所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为＋q的小球，已知磁感应强度B 随时间均匀增加，其变化率为k ，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )图2A.0B.12r 2qkC.2πr 2qkD.πr 2qk 答案 D解析 根据法拉第电磁感应定律可知，磁场变化产生的感生电动势为E ＝ΔB Δtπr 2＝k πr 2，小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小W ＝qE ＝πr 2qk ，故选项D 正确.3.(多选)如图3甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，虚线区域内有一面积为S 、与纸面平行的的单匝金属线框，线框与电阻R 相连，若金属线框的电阻为R 2，下列说法正确的是( )图3A.流过电阻R 的感应电流由a 到bB.线框cd 边受到的安培力方向向上C.感应电动势大小为2B 0S t 0D.ab 间电压大小为2B 0S 3t 0答案 AD解析 穿过线框的磁通量在增大，根据楞次定律可得感应电流为逆时针方向，故流过电阻R 的感应电流的方向为由a 到b ，A 正确；感应电流是从c 到d ，根据左手定则，可得线框cd 边受到的安培力方向向下，B 错误；根据法拉第电磁感应定律可得E ＝ΔΦΔt ＝B 0S t 0，根据闭合电路欧姆定律可得ab 间电压大小为U ＝RR ＋R 2E ＝2B 0S 3t 0，故C 错误，D 正确. 4.如图4为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在t 1到t 2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B 1均匀增加到B 2，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差φa －φb ( )图4A.恒为nS (B 2－B 1)t 2－t 1B.从0均匀变化到nS (B 2－B 1)t 2－t 1C.恒为－nS (B 2－B 1)t 2－t 1 D.从0均匀变化到－nS (B 2－B 1)t 2－t 1 答案 C 解析 根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝n (B 2－B 1)S t 2－t 1，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b 点电势高于a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a 、b 两点电势差恒为φa －φb ＝－n (B 2－B 1)S t 2－t 1，选项C 正确. 5.如图5所示，长为L 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上，P 、Q 为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B ＝B 0＋kt (k >0)的规律随时间变化，t ＝0时，P 、Q 两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t ，电容器P 板( )图5A.不带电B.所带电荷量与t 成正比C.带正电，电荷量是kL 2C 4π D.带负电，电荷量是kL 2C 4π答案 D解析 磁感应强度以B ＝B 0＋kt (k >0)的规律随时间变化，由法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦΔt＝S ΔB Δt ＝kS ，而S ＝πr 2＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2π2＝L 24π，经时间t 电容器P 板所带电荷量Q ＝EC ＝kL 2C 4π；由楞次定律和安培定则知电容器P 板带负电，故D 选项正确.6.如图6甲所示，矩形导线框abcd 固定在变化的磁场中，产生了感应电流(电流方向沿abcda 为正方向).若规定垂直纸面向里的方向为磁场的正方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为( )图6答案 D解析 由题图乙可知，0～t 1内，线框中电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线框中磁通量的变化率不变，故0～t 1内磁感应强度与时间的关系图线是一条倾斜的直线，A 、B 错；又由于0～t 1时间内电流的方向为正，即沿abcda 方向，由楞次定律可知，电路中感应电流的磁场方向垂直纸面向里，故0～t 1内原磁场垂直纸面向里减小或垂直纸面向外增大，C 错，D 对.考点二 动生电动势7.夏天时，在北半球，当我们抬头观看教室内的电风扇，会发现电风扇正在逆时针转动.金属材质的电风扇示意图如图7所示，由于地磁场的存在，下列关于A 、O 两点的电势及电势差的说法，正确的是( )图7A.A 点电势比O 点电势高B.A 点电势比O 点电势低C.A 点电势和O 点电势相等D.扇叶长度越短，U AO 的电势差数值越大答案 A解析 在北半球，地磁场的竖直分量竖直向下，由右手定则可判断OA 中电流方向由O 到A ，再根据在电源内部电流由负极流向正极，可知A 点为正极，电势高，A 对，B 、C 错；由E ＝12Bl 2ω可知D 错.8.如图8所示，导体棒AB 的长为2R ，绕O 点以角速度ω匀速转动，OB 长为R ，且O 、B 、A 三点在一条直线上，有一磁感应强度为B 的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB 两端的电势差大小为( )图8A.12BωR 2 B.2BωR 2 C.4BωR 2D.6BωR 2 答案 C解析 A 点线速度v A ＝ω·3R ，B 点线速度v B ＝ωR ，AB 棒切割磁感线的平均速度v ＝v A ＋v B 2＝2ωR ，由E ＝Blv 得，AB 两端的电势差大小为E ＝B ·2R ·v ＝4BωR 2，C 正确.9.(多选)如图9所示，三角形金属导轨EOF 上放有一金属杆AB ，在外力作用下，使AB 保持与OF 垂直，从O 点开始以速度v 匀速右移，该导轨与金属杆均由粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是 ( )图9A.电路中的感应电流大小不变B.电路中的感应电动势大小不变C.电路中的感应电动势逐渐增大D.电路中的感应电流逐渐减小答案 AC解析 设金属杆从O 点开始运动到题图所示位置所经历的时间为t ，∠EOF ＝θ，金属杆切割磁感线的有效长度为L ，故E ＝BLv ＝Bv ·vt tan θ＝Bv 2tan θ·t ，即电路中感应电动势的大小与时间成正比，C 选项正确；电路中感应电流I ＝E R ＝Bv 2tan θ·t ρl S，而l 为闭合三角形的周长，即l ＝vt ＋vt ·tan θ＋vt cos θ＝vt (1＋tan θ＋1cos θ)，所以I ＝Bv tan θ·S ρ(1＋tan θ＋1cos θ)是恒量，所以A 正确.10.如图10所示，等腰直角三角形OPQ 区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框abc 以恒定的速度v 沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与ab 边垂直，且保持ac 平行于OQ .关于线框中的感应电流，以下说法正确的是( )图10A.开始进入磁场时感应电流最小B.开始穿出磁场时感应电流最大C.开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向D.开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向答案 D解析 线框中感应电流的大小正比于感应电动势的大小，又感应电动势E ＝BL 有v ，L 有指切割磁感线部分两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度，故开始进入磁场时感应电流最大，开始穿出磁场时感应电流最小，选项A 、B 错误.感应电流的方向可以用楞次定律判断，可知选项D 正确，C 错误.11.如图11所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间变化的变化率ΔB Δt的大小应为( )图11A.4ωB 0πB.2ωB 0πC.ωB 0πD.ωB 02π答案 C解析 设半圆的半径为L ，电阻为R ，当线框以角速度ω匀速转动时产生的感应电动势E 1＝12B 0ωL 2.当线框不动，而磁感应强度随时间变化时E 2＝12πL 2·ΔB Δt ，由E 1R ＝E 2R 得12B 0ωL 2＝12πL 2·ΔB Δt ，即ΔB Δt ＝ωB 0π，故C 项正确. 12.(多选)如图12所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图.把一个半径为r 的铜盘放在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上.两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘接触.G 为灵敏电流计.现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法正确的是( )图12A.C 点电势一定低于D 点电势B.圆盘中产生的感应电动势大小为Bωr 2C.电流计中的电流方向为由a 到bD.铜盘不转动，所加磁场磁感应强度减小，则铜盘中产生顺时针方向感应电流(从左向右看) 答案 AD解析 将铜盘看做无数条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则可知，铜盘边缘为电源正极，中心为负极，C 点电势低于D 点电势，此电源对外电路供电，电流方向由b 经电流计再从a 流向铜盘，故A 正确，C 错误；回路中产生的感应电动势E ＝Br v ＝12Br 2ω，故B 错误；若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀减小，在铜盘中产生顺时针方向感应电流(从左向右看)，故D 正确.二、非选择题13.如图13所示，线框由导线组成，cd 、ef 两边竖直放置且相互平行，导体棒ab 水平放置并可沿cd 、ef 无摩擦滑动，导体棒ab 所在处有垂直线框所在平面向下的匀强磁场且B 2＝2 T ，已知ab 长L ＝0.1 m ，整个电路总电阻R ＝5 Ω，螺线管匝数n ＝4，螺线管横截面积S ＝0.1 m 2.在螺线管内有如图所示方向的磁场B 1，若磁场B 1以ΔB 1Δt＝10 T/s 均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，试求：(取g ＝10 m/s 2)图13(1)通过导体棒ab 的电流大小；(2)导体棒ab 的质量m 的大小.答案 (1)0.8 A (2)0.016 kg解析 (1)螺线管产生的感应电动势：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB 1ΔtS 得E ＝4×10×0.1 V＝4 V通过导体棒ab 的电流I ＝E R ＝0.8 A(2)导体棒ab 所受的安培力F ＝B 2IL ＝2×0.8×0.1 N＝0.16 N导体棒静止时受力平衡有F ＝mg解得m ＝0.016 kg.14.如图14甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d ＝0.5 m ，右端接一阻值为4 Ω的小灯泡L.在CDEF 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B 按如图乙所示规律变化，CF 长为2 m.在t ＝0时，金属棒ab 从图示位置由静止在恒力F 作用下向右运动到EF 位置，整个过程中小灯泡亮度始终不变.已知金属棒ab 电阻为1 Ω，求：图14(1)通过小灯泡的电流；(2)恒力F 的大小；(3)金属棒的质量.答案 (1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg解析 (1)金属棒未进入磁场时，电路的总电阻R 总＝R L ＋R ab ＝5 Ω回路中感应电动势为：E 1＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝0.5 V 灯泡中的电流为I L ＝E 1R 总＝0.1 A. (2)因灯泡亮度始终不变，故第4 s 末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流I ＝I L ＝0.1 A金属棒受到的恒力大小：F ＝F 安＝BId ＝0.1 N.(3)因灯泡亮度始终不变，金属棒在磁场中运动时，产生的感应电动势为E 2＝E 1＝0.5 V 金属棒在磁场中匀速运动的速度v ＝E 2Bd ＝0.5 m/s金属棒未进入磁场时的加速度为a ＝v t ＝0.125 m/s 2故金属棒的质量为m ＝F a＝0.8 kg.。
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3.不同的电源，非静电力可能不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。从这个角度看，电源的电动势所描述的物理意义是什么？请举例说明。
在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。
新
课
教
学
1、感应电场与感生电动势
教师：投影教材图4.5-1，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。
课题
4.5电磁感应现象的两类情况
计划课时
1
主备教师
王莎
教学
内容
简析
本节分析了电磁感应现象的两类情况：感生电动势和动生电动势，对其形成原因进行了初步的探讨。应该说，两者是按照引起磁通量变化的不同原因来区分的。虽然感生电动势与动生电动势的提出，涉及电磁感应的本质问题，但是教科书对此要求并不高。那么，教科书为什么要引入感生电动势和动生电动势两个不同的概念呢？原因是教科书对电动势的概念做了较为深入的分析，该问题的讨论正是为了进一步延续整套教科书关于“通过做功研究能量”的思想。所以，教学的着眼点应该放在感生电场和洛伦兹力的问题上，前者是为了学习电磁波做准备，后者是对前面的知识的复习。
（3）教师讲解：一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。
（4）教师进一步结合如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。
课
堂
练
习
1、课后“问题与练习”第1题；
2、课后“问题与练习”第2题；题与练习第3、4题；
教学
重点
感生电动势与动生电动势的概念
教学
难点
对感生电动势与动生电动势实质的理解。
教学
方法
讨论法，讲练结合法
教具
准备
计算机，投影仪。
课题：4.3楞次定律
第1课时教学设计课型新授课
教学设计
教学内容及问题设计
课
题
引
入
问题导入
1．我们在恒定电流以章中学过电源和电动势。大家回顾一下，什么是电源？什么是电动势？
二、选做题：
《课时作业》第5节
预习作业：
一、预习内容：4.6互感和自感
教
学
疑
点
研
讨
（1）教师提出问题感生电场的方向应如何判断？
（2）教师让学生通过下面例题P19看一下这方面的应用。
（3）教师进一步提出：如果电流的方向与图示方向相反，请自己判断一下，为使电子加速，电流又应怎样变化？
2、洛伦兹力与动生电动势
(1)让学生阅读课本P20思考与讨论。
（2）教师引导学生分组讨论，选出代表发表见解。
学情
分析
1．学生已经掌握了产生感应电流的条件。
2．已经知道了楞次定律的内容。
教学
目标
（一）知识与技能
1．知道感生电场。
2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
（二）过程与方法
通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。
（三）情感、态度与价值观
通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。