高中物理必备知识点感生电动势和动生电动势

第五节：感生电动势和动生电动势]

[高效学习图解

感应电场感应电感生电动势感应电动势感应电流洛伦兹力动生电动势重难点高效突破[]：

重难点1 感生电动势

高效归纳：感生电场产生的感应电动势称为感生电动势。

思维突破：（1感生电场又称涡旋电场。它与静电场均能对电荷有作用力，但它是由变化的磁场激发，而不是由电荷激发，另外描述涡旋

电场的电线是闭合曲线。

（2）如图5-1A所示，若磁场增强时，电流表会发生偏转，由此可判断电路中产生了感生电场，图5-1 A

闭合导体中的自由电荷在感生电场的作用下定图5-1 B

向移动，产生感应电流。（3）变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关，如图5-1B所示，是磁场增强时，变化的磁场产生电场的示意图。

（4）感生电场方向的判断：感应电流方向（由楞次定律与右手螺旋定则）。

题型一、感生电场的特点

例1．如图5-2所示的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的绝缘小球放在槽中，它的初速为V，磁感应强度的大小随时间均匀增大，（已知均匀变0化的磁场将产生恒定的感应电场）则：（）

A小球受到的向心力大小不变 B小球受到的向心力大小不断增大

图5-2

D 小球受到的磁场力大小与时间成正 C磁场力对小球做了功

比思路分析：由楞次定律，此电场与小球初速度方向相同，由于小球带正电，电场力对小球做正功，小球的速度应该逐渐增大，向心力也会随着增大。另外洛仑兹力永远对运动电荷不做功，故C错。带电小球所受洛仑兹力F=qvB,随着速率的增大而增大，同时，B也正比于时间t,则F 于t不成正比，故D错误。

答案：B

规律技巧总结：本题的关键是要判断出磁感应强度的方向，感应电场对小球做正功，使

带电小球的动能不断增大，带电小球既受到电场力又受到磁场力的作用。

题型一、求感生电荷量2，环中磁场Ω2．有一面积为S=100cm的金属环，电阻R=0.1例过程所示，磁场方向垂直环面向里，从t至t变化规律如图5-321中，通过金属环的电荷量为多少？思路分析：因为B-t图象为一直线，故△ф也是均匀变化，5-3

图·Sф△=△BS=（B-B）12k.]xx[来源:Z。。S)(B?B12)C.01(?0 Q=t △t, I=E/R,I=Q/△由以上各式解得：E=△ф/:]来源[R)0.01C(答案：规律技巧总结：注意电荷量仅跟磁通量的变化量及电阻有关，与其它因素无关，这可以当作有用的结论使用。重难点2. 动生电动势。高效归纳：导体切割磁感线运动产生动生电动势。思维突破一：动生电动势的本质是自由电子在磁场中受

到洛伦兹力的结果。

自由电子在磁场中会随着导体一向右运动时，所示，）如图5-4导体ab（1伦兹力的作用而向起向右运动，由左手定则可知，自由电子受到向下的洛上形成由ab下运动，也即正电荷向上运动。电荷在导体两端堆积，从而在两aba→b的电场，达到平衡时，导体内的自由电荷不再定向移动，若把b 其电动势为E =BLv，其中因为端与用电器连接，它就等效成一个电源，端积累了负电荷，所以Ua>Ub。5-4

图动生电动势只存在于运动的那段导体上，不动的导体只是提供电流(2)可运行的通路。如没有形成闭合回路，在导线中就不会有电流通过，但动生电动势却与电路是否闭合无关。题型一、动生电动势与力学知识相结合，接有电阻L=1.50m5-5所示，是一个水平放置的导体框架，宽度（改编题）如图例3.

跨放今有一导体棒ab磁感应强度B=0.40T,方向如图.设匀强磁场和框架平面垂直R=0.20Ω,,的速度向v=4.0m/s电阻均不计，当ab以在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab

右匀速滑动时，试求：端电势的高低。ab上的感应电动势的大小及ab）导体（1 ）回路上感应电流的大小（25-5

图

棒接下来的运动及能量转化情况。（3）若无动力作用在棒ab上，试分析ab思路分析：已知做切割运动的导线长度、切割速度和磁感应强度，可直接运用公式Blv?E求感应电动势；再由欧姆定律求电流强度，最后由平衡条件判定安培力及外力。BLv?E，由图知电子将受到磁场力而向下ab上的感应电动势的大小：=2.4V（1）导体运动，故a端电势比较高。EA?0?12.I A 相当于电源，由闭合电路欧姆定律得：（2）导体ab R2F?7.BILF??7.2F?N. ，由平衡条件知，外力，

所受安培力N（3）对导体ab安安上，它将在安培力的作用下做加速度越来越小的减速运动，最终将若无动力作用在棒ab 静止，这个过程中，动能全部转化成电能。当闭合电路中产生感应电动势时，电路中就会出现感应电流，而感应电规律技巧总结：流的强弱又由闭合电路欧姆定律决定，而电流在磁场中又会受到磁场力的作用，这样就可以把感应电流同力学知识结合起来了。以所于平均值，，感应电动势不变瞬时值等中运由提温馨示：①于导体动过程?S??B?E?也可以求解E。tt??RE?U?IR即②如果这时跨接在电阻两端有一个电压表，测得的就是路端电压，R?r [易错点高效突破]

易错点：导体切割磁感线时洛伦兹力是否做功

思维突破：在研究动生电动势时我们已经知道，导体棒中的自由电子是受到洛伦兹力的作用而运动起来，洛伦兹力是导体棒这个等效电源的“非静电力”，我们要注意：洛伦兹力永不做功。

向右切割磁感线，由安培定则我们知道，v如图5-6，导体以速度但我们要注意，导体内的自由电子受到洛伦兹力作用而向下运动，自由电子同时参与了两方面的运动：一方面向下运动，另一方面5-6

图又随着导体棒向右运动，其合速度如图所示，而洛伦兹力垂直于，它产生了两方面的效果，一是水平方向的分力：宏观上表现为导体=eBVV，洛伦兹力F合合洛棒所受的安培力，它对导体棒做负功。一个是竖直方向的分力：充当这个等效电源的非静电力，它对导体内自由电荷做负功，但其做的总功为零。

[高效多维解题]

（一）综合思维

题型一、动生电动势与功能关系相结合

例1.（一题多变）例3变式一、在例3中，如图5-7，