第5节电磁感应现象的两类情况导学案

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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。

4.5 电磁感应现象的两类情况高中物理选修3-2新课优秀教案优秀教学设计(4)

5电磁感应现象的两类情况感生电动势和动生电动势产生的原因学情调查，情境导入1、法拉第电磁感应定律的内容是什么？数学表达式是什么？2、导体在磁场中切割磁感线产生的电动势与什么因素有关，表达式是什么?问题展示，合作探究（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：一种是磁感应强度不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。

1、感应电场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应电场。

静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的，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。

2、感生电动势（1）产生：磁场变化时会在空间激发感应电场，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：由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路请同学们独立完成独立思考完成小组合作、讨论学生代表发言中的作用就是充当非静电力. （3）感生电场方向判断：安培定则。

例题：在空间出现如图所示的闭合电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是（ AD ）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 方向磁场在迅速减弱 D. 沿BA 方向磁场在迅速增强总结：已知感应电场方向求原磁通量的变化情况的基本思路是：感应电场的方向感应磁场的方向磁通量的变化情况（二）、洛伦兹力与动生电动势（1）产生：导体运动产生动生电动势（2）大小：E = BLv （B 的方向与v 的方向垂直）达标训练，巩固提升1．穿过一个电阻为lΩ的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2Wb ，则（ B ）A ．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2VB ．线圈中的感应电动势一定是2VC ．线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD ．线圈中的感应电流一定是2A请同学们完成习题反思本节课，我参与发言了吗？参与讨论了吗？与人合作了吗？提出问题了吗？观察到了什么？发现了什么？学到了什么？。

电磁感应现象的两类情况导学案

电磁感应现象的两类情况导学案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN2.一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，如图所示则() A．ε＝πfL2B，且a点电势低于b点电势B．ε＝2πfL2B，且a点电势低于b点电势C．ε＝πfL2B，且a点电势高于b点电势D．ε＝2πfL2B，且a点电势高于b点电势3.如图所示，等腰直角三角形OPQ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的OP边在x轴上且长为l，纸面内一边长为l的正方形导线框的一条边也在x轴上，且线框沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域，在t＝0时该线框恰好位于图中的所示位置．现规定顺时针方向为导线框中电流的正方向，则在线框穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是()4.一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感应强度B的正方向．线圈中的箭头为电流i的正方向，如图1所示，已知线圈中感应电流i随时间变化的图象如图2所示，则磁感应强度随时间而变化的图象可能是 ()5.某空间存在以ab，cd为边界的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，区域宽为L1，现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为L2，长边长度为2L1，某时刻线框以初速度v0沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变．设该线框的电阻为R，则从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力做的功等于________________．6.如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场有理想界面，用力将矩形线圈从磁场中匀速拉出。

在其他条件不变的情况下() A．速度越大时，拉力做功越多B．线圈边长L1越大时，拉力做功越多C．线圈边长L2越大时，拉力做功越多D．线圈电阻越大时，拉力做功越多7．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。

4.5 《电磁感应现象的两类情况》学案(2013创新方案人教选修3-2)

4.5 《电磁感应现象的两类情况》学案（2013创新方案人教选修3-2）第5节电磁感应现象的两类情况1．知道感生电场、感生电动势、动生电动势的概念。

知道产生感生电动势的非静电力是感生电场的作用，产生动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。

2．会用楞次定律判断感生电场的方向，用左手定则判断洛伦兹力的方向。

3．知道电磁感应现象遵守能量守恒定律。

[读教材·填要点]1．电磁感应现象中的感生电场(1)感生电场：磁场变化时在空间激发的一种电场。

(2)感生电动势：由感生电场产生的感应电动势。

(3)感生电动势中的非静电力：感生电场对自由电荷的作用。

(4)感生电场的方向：与所产生的感应电流的方向相同，可根据楞次定律和右手定则判断。

[关键一点]变化的磁场周围存在感生电场，与是否存在电路以及电路是否闭合无关。

2．电磁感应现象中的洛伦兹力(1)动生电动势：由于导体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洛伦兹力，非静电力与洛伦兹力有关。

(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，克服安培力做功，其他形式的能转化为电能。

[试身手·夯基础]1．下列说法中正确的是()A．感生电场是由变化的磁场产生的B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场C．感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定沿逆时针方向解析：由麦克斯韦电磁场理论知A正确，B错误；感生电场的产生也是符合电磁感应原理的，C正确；感生电场的电场线是闭合的，但不一定沿逆时针方向，故D错误。

答案：AC2．下列说法中正确的是()A．动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的B．因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的C．动生电动势的方向可以由右手定则来判定D．导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反解析：动生电动势是洛伦兹力沿导体方向的分力做功引起的，但洛伦兹力对自由电荷所做的总功仍为零，选项A、B错误；动生电动势是由于导体切割磁感线产生的，可由右手定则判定方向，C正确；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等、方向相反，做变速运动时不成立，故D错误。

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选修32

教学目的1.知识与能力：巩固电磁感应的基础知识；提高学生分析解决综合问题的能力。

2.过程与方法：掌握电磁感应与动力学和电路规律综合问题的分析方法和解题思路。

3.情感态度价值观：通过学生之间的讨论,培养学生合作精神和严谨积极的学习态度。

重点、难点、关键2.掌握电磁感应与动力学和电路规律综合问题的分析解答方法。

掌握电磁感应与动力学和电路规律综合问题的分析方法和解题思路。

解题方法的总结、理解和应用教学媒体多媒体教学方法讲授法、引导法、体验学习教学法、讨论法。

程序与内容师生活动计划时间一、高考定位,基础知识回顾1.解读考纲2.形成基础知识框架二、目标教学（一）.师生互动,方法相成模型一:如图所示在竖直向下的匀强磁场B的区域内 , 有一个水平放置的金属框架 , 框架宽度为l , 电阻为R , 质量为m电阻为 r 的金属杆教师阐述本节内容在高考中的定位,通过总结近几年的高考题,预测今年高考中可能出现的题型.对电磁感应电力能的知识要点回顾.通过实物投影展示一名学生的导学案, 师生共同复习本部分内容的基础知识和解题基本公式和规律由一名学生自愿上前板演解题过程,还原解题思路,组织其他学生纠错,师生共同探讨,通过教师提问引导由学5分12分ab能与框架良好接触 , 与框架的摩擦因数为μ，以初速度v0开始水平向右运动,运动的最大位移x.求：(1)分析ab杆的受力情况和运动情况(2)金属杆运动速度为v时的加速度a(3)整个过程中两个电阻上产生的焦耳热Q模型二:如图所示，固定的两条平行的光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ=300角，轨道间距为d=2m．空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度B=0.5T．M、P间接一阻值为R=8Ω的电阻．质量为m=0.1kg的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电阻为r=2 Ω．现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离S=6m时，达到最大速度．若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g．求：（1）金属杆ab运动的最大速度v m；（2）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中电阻R上产生的电热Q；（3）从金属杆ab静止到具有最大速度的过程中流过电阻R的电荷量q ；生自己总结出解决电磁感应综合类问题的方法. 在教师引导下板书板书知识框架和解题思路.1.由一名学生应用前面总结的方法解答前两问,织其他学生纠错,重点引导学生体会如何把形成的方法灵活有效的应用在解决实际问题中.总结出在解决电磁感应问题中求电荷量的方法和思路.2.通过以上两个模型,师生的共同探讨,教师升华解题方法,完善解题思路,强调重难点.12分(二):自主合作成功体验(2011·天津卷)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1w，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，棒 ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动，而棒 cd恰好能够保持静止.取g=10m/s2，问：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？三;课堂小节，方法形成解答电磁感应、电路与力学综合问题的基本步骤：1.让学生结合目标一中形成的解题思路解决实际问题.2.全体学生参与讨论总结后,由学生代表发言.3.学生体会成功的喜悦和不足的遗憾.10教学反思本节课属于高三二轮复习中的专题课,已经经过前面一轮复习,学生具备了解决电磁感应综合问题的基本知识,因此在教学设计中主要突出学生的主观能动性,由学生通过预习学案，通过引导模型，自主总结出解决电磁感应定律综合应用的思路和方法,教师在整个教学过程中主要启到组织和引导作用!通过反思整个教学过程和课后的反馈训练,本节课达到了预期的教学效果,但也有不足之处.现总结如下。

高中物理第四章第五节电磁感应现象的两类情况学案新人教选修

第五节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。

会判断动生电动势的方向，并会计算它的大小。

3.了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析。

【新知预习】一.感生电动势1.产生:磁场变化时会在空间激发，闭合导体中的自由电荷在电场力的作用下运动，产生电流，即导体中产生了感应电动势。

2.定义:由电场产生的感应电动势称为感生电动势。

3.大小:E= 。

4.感生电场方向判断：。

5.变化的磁场周围所产生的电场与电荷周围的静电场的区别①静电场由电荷激发，而感生电场是由变化的激发．②静电场的电场线不闭合，总是出发于，终止于，且单位正电荷在电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功为零．而变化磁场周围的电场中的电场线是闭合曲线，没有终点与起点，这种情况与磁场中的磁感线类似，所以，单位正电荷在此电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功不为零．二.动生电动势1．产生:导体棒切割磁感线时，如果磁场不变化，空间不存在感生电场，自由电荷不受电场力的作用，但自由电荷会随着切割磁感线的运动而受到洛伦兹力，这种情况下产生的电动势称为动生电动势。

2．大小：E= （B 的方向与v 的方向垂直）3．动生电动势的来源分析①自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力．导体中自由电荷的合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，自由电荷是否也会沿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？④如果用导线把C ，D 两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的？【导析探究】导析一：与感生电动势相关的综合问题例1．如图甲所示，100匝的线圈（为表示线圈的绕向，图中只画了2匝）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。

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。

第五节电磁感应现象的两类情况学案

第五节：电磁感应现象的两类情况导学案新泰市新汶中学高二物理组教师寄语：耐心之树，结黄金之果。

【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。

【学习方法】类比法一、课前自主学习1、电磁感应现象中的感生电场感生电场：磁场时在空间激发的一种电场．感生电动势：由产生的感应电动势．感生电动势中的非静电力：就是对自由电荷的作用2、电磁感应现象中的洛伦兹力成因：导体棒做切割磁感线运动时，导体棒中的自由电荷随棒一起定向运动，并因此受到洛伦兹力．动生电动势：由于而产生的感应电动势．动生电动势中的非静电力：与有关．二、学习新课（一）、感生电动势1、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。

【典例1】如图4-5-4所示，l 1＝0.5 m ， l 2＝0.8 m ，回路总电阻为R ＝0.2 Ω，M ＝0.04 kg ，导轨光滑，开始时磁场强度B 0＝1 T ，现使磁感应强度以ΔB Δt＝0.2 T/s 的变化率均匀地增大．试求：当t 为多少时，M 刚好离开地面？(g 取10 m/s 2)（二）、洛伦兹力与动生电动势1导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理什么呢？2 导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？3 它是如何将其他形式的能转化为电能的？4、动生电动势（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）【典例2】如图4-5-6所示，在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，有一个半径r＝0.5 m的金属圆环，圆环所在的平面与磁感线垂直．OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20 rad/s的角速度绕圆心O匀速转动，且A端始终与圆环相接触．OA棒的电阻R＝0.1 Ω，图中定值电阻R1＝100 Ω，R2＝4.9 Ω，电容器的电容C＝100pF，圆环和连接导线的电阻忽略不计．则：(1)电容器的带电量是多少？哪个极板带正电？(2)电路中消耗的电功率是多少？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洛伦兹力的作用而引起的。

电磁感应现象的两类情况教案

学案5电磁感应现象的两类情况[学习目标定位] 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．会判断动生电动势的方向，并会计算它的大小.3.知道公式E＝n ΔΦΔt与E＝Bl v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英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围空间激发一种电场，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感生电场．如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生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，所谓的非静电力就是感生电场对自由电荷的作用．二、电磁感应现象中的洛伦兹力一段导体在做切割磁感线运动时，导体内的自由电荷在洛伦兹力的作用下定向运动产生感应电流．切割磁感线运动的导体相当于一个电源，这时的非静电力与洛伦兹力有关．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)上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？答案(1)电流的方向与正电荷移动的方向相同．感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，因此，感生电场的方向与感应电流的方向相同，感生电场的方向也可以用楞次定律判定．(2)感生电场对自由电荷的作用．[要点提炼]感生电动势1．定义：由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势．大小：E＝n ΔΦΔt.2．方向判断：楞次定律和右手螺旋定则．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？答案 (1)导体中自由电荷(正电荷)具有水平方向的速度，由左手定则可判断自由电荷受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其相对纸面的运动是斜向上的．(2)自由电荷不会一直运动下去．因为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． (3)C 端电势较高，导体棒中电流是由D 指向C 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，空间就不存在感生电场，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洛伦兹力，这种情况下产生的电动势称为动生电动势．这时的非静电力与洛伦兹力有关． 2．大小：E ＝Bl v (B 的方向与v 的方向垂直)． 3．方向判断：右手定则．三、E ＝n ΔΦΔt 和E ＝Bl v 的选用技巧[要点提炼]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 ΔΦΔt，叫感生电动势；另一个是导体切割磁感线运动产生感应电动势E ＝Bl v ，叫动生电动势．1．E ＝nΔΦΔt适用于任何情况下平均感应电动势的求法，当Δt →0时，E 为瞬时值． 2．E ＝Bl v 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 为平均感应电动势． (2)当v 为瞬时速度时，E 为瞬时感应电动势．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代数和．两者在方向相同时相加，方向相反时相减．(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，求OA 两端产生的感应电动势．答案方法一：利用公式E ＝nΔΦΔt设导体棒长为l ，绕O 点转动角速度为ω，则在t 时间内，其扫过的扇形面积S ＝12ωtl 2则由公式得E＝B ΔS t ＝12Bωl 2 方法二：利用公式E ＝Bl v如图所示，O 点速度v 0＝0，A 点速度v A ＝ωl 则由公式E ＝Bl v ，其中v 取平均速度，得 E ＝Bl ·12ωl ＝12Bωl 2一、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解析根据电磁感应定律，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断．根据麦克斯韦电磁场理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间磁场变化产生的电流方向仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电流的方向，由此可知A、C两项正确．答案AC二、动生电动势的理解与应用例2如图4所示，水平地面上方有正交的匀强电场E和匀强磁场B，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外，等腰三角形的金属框由底边呈水平位置开始沿竖直平面的电磁场由静止开始下降，下落过程中三角形平面始终在竖直平面内，不计阻力，a、b两点落到地面的顺序是()图4A．a点先落地B．b点先落地C．a、b两点同时落地D．无法判定解析本题关键是用楞次定律判定感应电动势的方向，并理解感应电动势的正、负极聚集着正、负电荷．当三角形abc金属框下落时，闭合回路中磁通量没有发生变化，回路不产生感应电流，但由于各边都在切割磁感线，所以会产生感应电动势，根据楞次定律，可以判定a点的电势高，是电源的正极，b点的电势低，是电源的负极，a点聚集着正电荷，b点聚集着负电荷，a点的正电荷受到的电场力向下，使a 点加快运动，b 点的负电荷受到的电场力向上，使b 点减缓运动，故a 点先落地．正确选项为A. 答案 A三、E ＝n ΔΦΔt和E ＝Bl v 的选用技巧例3 如图5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5 m/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0.2 Ω，磁场的磁感应强度为0.2 T ．问：图5(1)3 s 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)3 s 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？解析 (1)夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路中的感应电动势． 3 s 末，夹在导轨间导体的长度为： l ＝v t ·tan 30°＝5×3×tan 30° m ＝5 3 m 此时：E ＝Bl v ＝0.2×53×5 V ＝5 3 V电路电阻为R ＝(15＋53＋103)×0.2 Ω＝8.196 Ω 所以I ＝ER＝1.06 A.(2)3 s 内回路中磁通量的变化量ΔΦ＝BS －0＝0.2×12×15×5 3 Wb ＝1532 Wb3 s 内电路产生的平均感应电动势为：E ＝ΔΦΔt ＝15323 V ＝523 V.答案 (1)5 3 m 5 3 V 1.06 A (2)1532 Wb 523 V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以角速度ω做匀速转动，如图6所示，磁感应强度为B .求：图6(1)ab 棒的平均速率． (2)ab 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？解析 (1)ab 棒的平均速率v ＝v a ＋v b 2＝0＋ωl 2＝12ωl (2)ab 两端的电势差：E ＝Bl v ＝12Bl 2ω(3)经时间Δt 金属棒ab 所扫过的扇形面积为ΔS ，则： 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.答案 (1)12ωl (2)12Bl 2ω (3)12Bl 2ωΔt 12Bl 2ω。

电磁感应现象的两情况预习导学案

§4.5 电磁感应现象的两类情况预习案出题人：侯振坚审题人：高二物理组时间：2013-3［预习目标］1．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。

2．过程与方法：理解感生电动势与动生电动势的概念3．情感态度与价值观：（1）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。

（2）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。

［预习重点］会判断动生电动势的方向，并计算它的大小。

［预习难点］了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析。

自主预习一、电磁感应现象中的感生电场1.变化的磁场在空间产生一种电场------2. 使电荷受到作用力做定向移动3.感生电动势的非静电力二、电磁感应现象中的洛伦兹力导线两端存在感应电动势，在这种情况下，非静电力与有关。

自主检测1、某空间出现了如图5所示的一组闭合的电场线，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场力有关D．动生电动势和感生电动势的产生原因是一样的法拉第电磁感应定律――课后巩固检测1．关于电磁感应，下列说法中正确的是（）A．导体相对磁场运动，一定会产生电流B．导体切割磁感线，一定会产生电流C．闭合电路切割磁感线就会产生电流D．穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定会产生感应电动势2．将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有（）A. 磁通量的变化率B. 应电流的大小C. 流过导体横截面的电荷量D. 通量的变化量3、如图：小线圈N位于大线圈M中，二者共轴共面。

高中物理第四章 5电磁感应现象的两类情况教案新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理教案

（3）导体切割磁感线时的感应电动势（4）反电动势2.自主预习本节内容指导调控：一．感生电场1.如课本图4.5-1知，变化的磁场能在闭合导线环中产生感应电流，对应的就有感应电动势，就有电源，谁是电源？充当非静电力的是什么力?2.什么是感生电场？这个理论是谁提出的？3.感生电场与静电场是一回事吗？如不是一回事，有何区别？其作用是什么？4.如何判断感生电场的方向？为什么？5.什么是感生电动势？如何计算？二．动生电场导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势形成的原因是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？阅读教材“电磁感应现象中的洛伦兹力”，回答以下问题：6．自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到向移动形成电流，这种电场称为_______电场．(2)感生电场的方向：遵守_____定律．2．电磁感应现象中的洛伦兹力(1)导体垂直于磁场运动，导体内部自由电荷随导体运动，自由电荷受洛伦兹力吗？_____．(2)洛伦兹力对该自由电荷做功吗？_______．(3)在洛伦兹力作用下，导体两端能出现电势差吗？______．(4)稳定后导体两端的电势差跟哪些因素有关？___________________________．小组合作探究一：感生电场2.变化的磁场会在周围空间激发一种电场，这种电场叫做感应电场。

这是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提出的，3. 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的。

如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中洛伦兹力。

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，可以认为导体中的自由电荷是正电荷7．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? 8．导体棒的哪端电势比较高?9．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?10．这里谁相当于电源？哪端是电源的正极？非静电力是什么力？11．什么是动生电动势？如何计算？归纳总结：感生电动势与动生电动势的对比感生电动势动生电动势产生原因磁场的变化导体做切割磁感线运动移动电荷的非静电力感生电场对自由电荷的电场力导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力回路中相当于电源的部分处于变化磁场中的线圈部分做切割磁感线运动的导体方向判断方法由楞次定律判断通常由右手定则判断，也可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。

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【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难点:对感生电动势与动生电动势实质的理解【自主学习】回顾旧知1•电动势是描述什么的物理量？2. 如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么电源的电动势&3 .干电池中谁是非静电力？一、电磁感应现象中的感生电场与感生电动势阅读教材19页，回答下列问题:1. 如图4-5-1,穿过闭合回路的磁场增强，在回路中产生感应电流,么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢?必须有感应电动势。

是什2. 什么叫感生电场？3. 什么是感生电动势？阅读教材19页例题并完成下列问题：a电子逆时针运动，等效电流方向如何？b加速电场的方向如何？c使电子加速的电场是什么电场？d电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场?思考与交流1 .产生感生电动势的原因？2.感生电场是否存在与是否存在闭合回路有关吗？感生电动势呢？3. 感生电场的方向应如何判断?【典例1】如图4・5・5所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（）A. 磁场变化时，会在在空间中激发一种电场B. 使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C. 使电荷定向移动形成电流的力是电场力D. 以上说法都不对练习：完成教材21页第2题二、电磁感应现象中的洛伦兹力与动生电动势阅读教材第20页完成思考与讨论的问题（1、2、3、4）并下列问题: 1・什么是动生电动势？2.由于导体切割磁感线而产生的动生电动势谁是非静电力？练习：完成教材21页第3题三、电磁感应中的能量问题能量的转化和守恒定律是自然界的基本定律，电磁感应现象当然也不例外。

无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，都要消耗其它形式的能量，转化为回路中的电能。

电磁感应现象中的“阻碍”正是能量守恒的具体体现，在这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能。

电磁感应现象的两类应用(教案)

教学课题第五节电磁感应现象的两类情况（教案）新汶中学尹衍峰教材分析由感生电场产生的感应电动势—感生电动势，由导体运动而产生的感应电动势—动生电动势。

这是按照引起磁通量变化的原因不同来区分的。

感生电动势与动生电动势的提出，涉及到电磁感应的本质问题，但教材对此要求不高。

教学中要让学生认识到变化的磁场可以产生电场，即使没有电路，感生电场依然存在，这是对电磁感应现象认识上的飞跃。

教学目标1、知识与技能：（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。

（2）了解动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系。

会判断动生电动势的方向，并会计算它的大小。

（3）了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析。

2、过程与方法：通过探究感生电动势和动生电动势产生的原因，培养学生对知识的理解和逻辑推理能力。

3、情感目标：从电磁感应现象中我们找到产生感生电动势和动生电动势的个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。

重点难点教学重点：感生电动势和动生电动势。

教学难点：感生电动势和动生电动势产生的原因。

学情分析学生学习了《楞次定律》、《法拉第电磁感应定律》内容之后，本节重点是使学生理解感生电动势和动生电动势的概念，因此要想方设法引导学生通过课前预习和课堂上的探究性学习来达到这个目的。

教学方法1．分组探究讨论法，讲练结合法2．学案导学：见后面的学案。

3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发下一节导学案、布置预习知识结构复习导入电磁感应现象的两种情况情境设计情境1、回顾电荷在外电路和内电路中的运动问题设计问题1：什么是电源？什么是电动势？？问题2、磁场变化使闭合电路中的导体产生感应电流，那么，使导体中自由电荷做定向移动的作用力是什么力呢？学生活动回答：电源电动势是某种非静电力对自由电荷的作用产生的。

积极思考并猜想：（引导学生根据自己对已有知识的认知，排除洛伦兹力、静电力。

物理教案5 第5节电磁感应现象的两类情况

第5节电磁感应现象的两类情况1.认识感生电场，并能说出感生电动势和动生电动势的概念．2.会分析感生电动势和动生电动势对应的非静电力，理解感生电动势和动生电动势产生的原因．(重点＋难点)3.会判断感生电动势和动生电动势的方向，能灵活运用感生电动势和动生电动势的公式进行分析和计算．(重点)【基础梳理】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 ＝Bl v (B 的方向与v 的方向垂直)．3．方向判断：右手定则.【自我检测】判断正误 (1)变化的磁场能在周围产生电场．( )(2)导体切割磁感线而产生电流，导体中自由电子会受到洛伦兹力的作用．( )(3)奥斯特提出了变化的磁场会在周围产生电场．( )(4)恒定的磁场也能在周围产生感生电场．( )(5)处于变化磁场中的导体中的自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用．( ) 提示：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√探究思考存在闭合环形回路时，变化的磁场周围产生感生电场，回路中产生感应电流，那么不存在闭合环形回路时，是否仍然存在感生电场？提示：变化的磁场周围一定存在感生电场，与是否存在闭合回路无关．电磁感应中的感生电场和感生电动势1．对感生电场的理解(1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的．(2)感生电场的方向可由楞次定律判断．如图所示，当磁场增强时，产生的感生电场是与磁场方向垂直且阻碍磁场增强的电场．(3)感生电场的存在与是否存在闭合电路无关．2．动生电动势中对洛伦兹力的理解(1)运动导体中的自由电子，不仅随导体以速度v运动，而且还沿导体以速度u做定向移动，如图所示．因此，导体中的电子的合速度v合等于v和u的矢量和，所以电子受到的洛伦兹力为F合＝e v合B，F合与合速度v合垂直．(2)从做功角度分析，由于F合与v合垂直，所以它对电子不做功．如图所示是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同．现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所在的区域，磁感应强度的大小跟时间成正比例增大，方向竖直向下．设小球在运动过程中电荷量不变，则()A．小球需要的向心力大小不变B．小球需要的向心力大小不断增大C．磁场力对小球做了功D．小球受到的磁场力大小与时间成正比[解析]当磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一恒定的感生电场，由楞次定律知，电场方向和小球初速度方向相同，因小球带正电，电场力对小球做正功，小球速率逐渐增大，向心力也随着增大，故选项A错误，B正确；洛伦兹力对运动电荷不做功，故选项C错误；带电小球所受洛伦兹力F＝qB v，随着速率的增大而增大，同时B∝t，则F和t不成正比，故选项D错误．[答案] B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：(多选)如图所示，在直线电流附近有一根金属棒ab ，当金属棒以b 端为圆心，以ab 为半径，在过导线的平面内匀速旋转到图中虚线位置时()A ．a 端聚积电子B ．b 端聚积电子C ．金属棒内的电场强度等于零D ．φa ＞φb解析：选BD.因金属棒所在区域的磁场的方向垂直于纸面向外，当金属棒转动时，由右手定则可知，a 端的电势高于b 端的电势，b 端聚积电子，选项B 、D 正确，A 错误；因a 、b 两端存在电压，由E ＝U d知，金属棒内电场强度不为零，故C 错误．两种电动势的比较与计算感生电动势与动生电动势的对比如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef ，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab 搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adcb 构成一个边长为l 的正方形，棒的电阻为r ，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B 0.(1)若从t ＝0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k ，同时保持棒静止．求棒中的感生电流的大小及方向．(2)在上述(1)情况中，始终保持棒静止，当t ＝t 1时需施加的垂直于棒的水平拉力为多大？(3)若从t ＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v 向右做匀速运动时，可使棒中不产生感生电流．则磁感应强度应怎样随时间变化而变化(写出B 与t 的关系式)?[解析] (1)感应电动势E ＝ΔΦΔt＝kl 2 感应电流I ＝E r ＝kl 2r由楞次定律可判定感应电流方向为逆时针．(2)t ＝t 1时，B ＝B 0＋kt 1，F ＝BIl ，所以F ＝(B 0＋kt 1)kl 3r. (3)使棒中不产生感应电流，则应保持总磁通量不变，即Bl (l ＋v t )＝B 0l 2，所以B ＝B 0l l ＋v t. [答案] (1)kl 2r电流方向为逆时针 (2)(B 0＋kt 1)kl 3r (3)B ＝B 0l l ＋v t(多选)关于感生电动势和动生电动势的比较，下列说法正确的是( )A ．感生电动势是由于变化的磁场产生了感生电场，感生电场对导体内的自由电荷产生作用而使导体两端出现的电动势B ．动生电动势是由于导体内的自由电荷随导体棒一起运动而受到洛伦兹力的作用产生定向移动，使导体棒两端出现的电动势C ．在动生电动势产生的过程中，洛伦兹力对自由电荷做功D ．感生电动势和动生电动势产生的实质都是由于磁通量的变化引起的，只是感生电动势是由于磁场的变化产生的，而动生电动势是由于面积的变化产生的解析：选ABD.感生电动势和动生电动势的产生机理不同，易知选项A 、B 正确；在动生电动势产生的过程中，某一方向上的洛伦兹力对自由电荷做正功，另一方向上的洛伦兹力对自由电荷做负功，整体上，洛伦兹力不做功，选项C 错误；感生电动势和动生电动势实质上都是电磁感应现象中产生的电动势，都是由于磁通量的变化引起的，选项D 正确．1．如图所示，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，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，则( )A．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解析：选D.磁场的变化使空间内产生感生电场，但没有说明磁场是变大还是变小，所以产生的感生电场的方向可能与小球运动方向相同也可能相反，D项正确．2．(多选)(2019·山东滨州联考)2017年12月17日，第二架国产大飞机C919在上海浦东国际机场首飞成功，C919在上海上空水平匀速飞行，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，则下列说法正确的是()A．机翼左端的电势比右端电势高B．机翼左端的电势比右端电势低C．机翼相当于电源，其非静电力与洛伦兹力有关D．飞机飞行过程中洛伦兹力做正功解析：选AC.在上海地磁场在竖直方向的分量向下，根据右手定则可知机翼左端的电势比右端电势高，故A正确，B错误；在飞机飞行的过程中机翼切割磁感线产生感应电动势，机翼相当于电源，其非静电力与洛伦兹力有关，故C正确；飞机飞行过程中洛伦兹力始终不做功，故D错误．3．如图所示，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()A．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解析：选B.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．4．(2019·河南联考)如图甲所示，abcd 为边长为L ＝1 m 的正方形金属线框，电阻为R ＝2 Ω，虚线为正方形的对称轴，虚线上方线框内有按图乙变化的匀强磁场，虚线下方线框内有按图丙变化的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里为正，则线框中的感应电流大小为( )A.18A B.14 A C.38 A D.12A 解析：选C.由法拉第电磁感应定律可知：E ＝E 上＋E 下＝ΔΦ上Δt ＋ΔΦ下Δt ＝S 2⎝⎛⎭⎫ΔB 1Δt＋ΔB 2Δt ＝34 V故感应电流为：I ＝E R ＝38A ，故选C.(建议用时：50分钟)【A 组基础巩固】1．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )解析：选C.均匀变化的磁场产生恒定的电场，故C 对．2．(多选)在空间某处存在一变化的磁场，则( )A ．在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流B ．在磁场中放一闭合线圈，线圈中不一定会产生感应电流C ．在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定不会产生电场D ．在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定会产生电场解析：选BD.由感应电流产生的条件可知，只有闭合回路中磁通量发生改变，才能产生感应电流，如果闭合线圈平面与磁场方向平行，则线圈中无感应电流产生，故选项A 错误，B 正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，感应电场的产生与变化的磁场周围有无闭合回路无关，故选项C 错误，D 正确．3．如图所示，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．以上情况都有可能解析：选B.根据麦克斯韦电磁场理论，当磁感应强度均匀增大时，会产生环形电场；根据楞次定律，电场方向垂直于磁场沿逆时针方向，与粒子运动方向一致，电场力对粒子做正功，粒子的动能将增大，故B项正确．4．(多选)如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，磁场方向垂直于半圆面向外，下列说法正确的是()A．当磁场突外减弱时，电动势方向由M→NB．当磁场突然减弱时，电动势方向由N→MC．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，电动势方向由M→ND．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，电动势方向由N→M解析：选BD.当磁场突然减弱时，由楞次定律和右手定则知，感应电动势方向由N→M，选项A错误，B正确；若磁场不变，半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，由右手定则可知，半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由N指向M，选项C错误，选项D正确．5．(2019·兰州一中高二期末)如图所示，平行导体滑轨MM′、NN′放置于同一水平面上，固定在竖直向下的匀强磁场中，导体棒AB、CD横放在滑轨上且静止，形成一个闭合电路．当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及CD受到的安培力方向分别为()A．电流方向沿ABCD，安培力方向向右B．电流方向沿ADCB，安培力方向向右C．电流方向沿ABCD，安培力方向向左D．电流方向沿ADCB，安培力方向向左解析：选B.由右手安培定则可知，当AB向右运动时电流由B到A，故电流方向沿ADCB；则再由左手定则可得CD受力向右，故B正确，A、C、D错误．6．(2019·北京顺义区高二联考)在磁感应强度为B 、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ 在宽为L 的平行金属导轨上以速度v 0向右匀速滑动，PQ 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为3B ，其他条件不变，所产生的感应电动势大小变为E 2，则E 1与E 2之比及通过电阻R 的感应电流方向为( )A ．3∶1，b →aB ．1∶3，b →aC ．3∶1，a →bD ．1∶3，a →b解析：选D.感应电动势之比：E 1E 2＝BL v 3BL v ＝13，由右手定则可知，流过R 的电流为a →b ，故应选D.7．如图所示，两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间的一缝隙，铁芯上绕导线并与直流电源连接，在链隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜质细直棒从静止开始自由下落，铜质细直棒下落距离为0.2R 时铜质细直棒中电动势大小为E 1，下落距离为0.8R 时电动势大小为E 2，忽略涡流损耗和边缘效应．关于E 1、E 2的大小和铜质细直棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是( )A ．E 1＞E 2，a 端为正B ．E 1＞E 2，b 端为正C ．E 1＜E 2，a 端为正D ．E 1＜E 2，b 端为正解析：选D.通电导线在缝隙中产生的磁场方向向左，所以铜质细直棒下落时由右手定则可判断得b 端为正，选项A 、C 错误；根据E ＝BL v 可知，下落0.8R 时电动势较大，即E 1＜E 2，选项B 错误，选项D 正确．8．如图为法拉第圆盘发电机的示意图，半径为r 的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针(从上向下看)旋转，匀强磁场B 竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R 的定值电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则( )A ．流过定值电阻的电流方向为a 到bB ．b 、a 间的电势差为Bωr 2C ．若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍D ．若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的4倍解析：选C.选择其中一条半径来看，根据右手定则可知，流过定值电阻的电流方向为b到a ，选项A 错误；b 、a 间的电势差等于电动势的大小U ba ＝E ＝12Bωr 2，选项B 错误；若ω增大到原来的2倍，根据E ＝12Bωr 2可知电动势变为原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍，选项C 正确，D 错误．【B 组素养提升】9．矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B 随时间t 变化的规律中图乙所示，则( )A ．从0～t 1时间内，导线框中电流的方向为abcdaB ．从0～t 1时间内，导线框中电流越来越小C ．从0～t 2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaD ．从0～t 2时间内，导线框ab 边受到的安培力越来越大解析：选C.由楞次定律，从0～t 2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba ，选项A 错误，C 正确；由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，从0～t 2时间内，导线框中电流恒定，选项B 错误；由安培力公式，从0～t 2时间内，导线框ab 边受到的安培力先减小后增大，选项D 错误．10．如图所示，两块水平放置的金属板间距离为d ，用导线与一个n 匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场B 中．两板间有一个质量为m 、电荷量为＋q 的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量的变化率分别是( )A ．正在增强；ΔΦΔt ＝dmg qB ．正在减弱；ΔΦΔt ＝dmg nqC ．正在减弱；ΔΦΔt ＝dmg qD ．正在增强；ΔΦΔt ＝dmg nq解析：选B.电荷量为q 的带正电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电容器的下极板带正电，所以线圈下端相当于电源的正极，由题意可知，根据安培定则和楞次定律，可得穿过线圈的磁通量在均匀减弱，线圈产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt；油滴所受电场力F ＝qE d ，对油滴，根据平衡条件得q E d ＝mg ，所以解得线圈中磁通量的变化率的大小为ΔΦΔt ＝dmg nq.故选项B 正确，A 、C 、D 错误． 11．(2019·牡丹江一中高二期末)一个500匝、面积为20 cm 2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05 s 内由0.1 T 增加到0.7 T ，在此过程中，求：(1)穿过线圈的磁通量的变化量；(2)线圈中的感应电动势的大小．解析：(1)磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，应该用公式：ΔΦ＝ΔBS 来计算，所以：ΔΦ＝ΔBS ＝(0.7－0.1)×20×10－4 Wb ＝1.2×10－3 Wb ；(2) 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为E ＝n ΔΦΔt ＝500×1.2×10－30.05V ＝12 V. 答案：(1)1.2×10－3 Wb (2)12 V12．如图所示的匀强磁场中，有两根相距20 cm 固定的平行的金属光滑导轨MN 和PQ .磁场方向垂直于MN 、PQ 所在平面．导轨上放置着ab 、cd 两根平行的可动金属细棒．在两棒中点OO ′之间栓一根40 cm 长的细绳，绳长保持不变．设磁感应强度B 以1.0 T/s 的变化率均匀减小，abdc 回路的电阻为0.50 Ω.求：当B 减小到10 T 时，两可动边所受磁场力大小和abdc 回路消耗的功率．解析：根据E ＝ΔΦΔt ＝ΔBS Δt得 E ＝1.0×20×40×10－4 V ＝0.08 V根据I ＝E R，F ＝BIL 得 F ＝10×0.080.50×20×10－2 N ＝0.32 NP ＝E 2R ＝（0.08）20.50W ＝0.012 8 W. 答案：均为0.32 N 0.012 8 W13．如图所示，导轨OM 和ON 都在纸面内，导体AB 可在导轨上无摩擦滑动，AB ⊥ON ，若AB 以5 m/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，磁场的磁感应强度为0.2 T ．问：(1)3 s 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？(2)3 s 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？解析：(1)夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路中的感应电动势． 3 s 末，夹在导轨间导体的长度为：l ＝v t ·tan 30°＝5×3×tan 30° m ＝5 3 m此时：E ＝Bl v ＝0.2×53×5 V ＝5 3 V.(2)3 s 内回路中磁通量的变化量ΔΦ＝BS －0＝0.2×12×15×5 3 Wb ＝1532Wb 3 s 内电路中产生的平均感应电动势为：E －＝ΔΦΔt ＝15323 V ＝523 V. 答案：(1)5 3 m 5 3 V (2)1532 Wb 52 3 V。

高中物理选修3-1电磁感应现象的两类情况导学案

第五节电磁感应现象的两类情况【课前预习纲要】【课标要求】1.理解法拉第电磁感应定律。

例如，知道感应电动势的大小由磁通量的变化率决定，与磁通量的大小无关，与磁通量变化量的大小无关。

2.会应用法拉第电磁感应定律进行有关的推导和计算。

例如，能根据法拉第电磁感应定律推导导体切割磁感线时的感应电动势的表达式，计算感应电动势。

【目标导学】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。

会判断动生电动势的方向,会计算它的大小。

3.了解电磁感应规律的一般应用,会联系科技实例进行分析。

重点:1.掌握感生电动势、动生电动势的概念及其不同。

2.能灵活分析、计算感生电动势、动生电动势。

难点:1.能结合电路的知识进行相关计算。

2.掌握电磁感应中的导轨题型,并能从力和能量的角度来分析与计算。

【预习自测】一、电磁感应现象中的感生电场1.感生电场:磁场_____时在空间激发的一种_____。

2.感生电动势:由_________产生的感应电动势。

3.感生电动势中的“非静电力”:_________对自由电荷的作用力。

4.感生电场的方向:与所产生的_________方向相同,可利用_________和_____定则来判断。

二、电磁感应现象中的洛伦兹力1.动生电动势:由于_________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_________,非静电力与洛伦兹力有关。

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_______做功,其他形式的能转化为_____。

【课内探究纲要】知识点1 电磁感应现象中的感生电场对感生电场的理解: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。

(1)感生电场是一种涡旋电场,电场线是闭合的。

(2)感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无关。

第5节电磁感应现象的两类情况导学案

电磁感应现象的两类情况 导学案

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电磁感应现象的两类情况导学案

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电磁感应现象的两情况预习导学案

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电磁感应现象的两类应用(教案)

物理教案5 第5节 电磁感应现象的两类情况

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