高中物理《电磁感应规律的应用》学案5 新人教版选修3-2
【高中物理】人教版物理选修3-2同步学案4.5 电磁感应规律的两类情况(一) Word版
（108）4.5 电磁感应规律的两类情况（一）【教学目标】1．了解感生电场，知道感生电动势产生的原因。
2．通过讨论让学生学会用楞次定律判断感生电场方向的方法。
3．通过课本例题的分析，知道电磁感应加速器的工作原理4．通过分析了解动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系。
知道非静电力与洛伦兹力有关。
5．通过电磁感应规律在实例中的应用。
掌握感应电动势正负极的判断方法，掌握电磁感应与电路的综合计算。
6．通过讨论、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。
【预习任务】1．阅读教材“电磁感应现象中的感生电场”内容，思考下列问题：（1）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“非静电力”是什么力？（2）说明什么是感生电场？（3）感生电场的方向如何判断？2．阅读教材“电磁感应现象中的洛伦兹力”内容，思考下列问题：（1）一段导线在做切割磁感线运动时相当于一个电源，这时的“非静电力”与什么有关？（2）如何判断导体两端电势的高低？【思考与讨论】1．感生电场与静电场有何异同？2．电磁感应中的等效电源是哪部分？如何判断等效电源的正负极？【自主检测】1．教材“问题与练习”第1题。
2．教材“问题与练习”第2题。
3．教材“问题与练习”第3题。
【组内检查】1．动生电动势和感生电动势的计算公式高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。
那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。
（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。
特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。
切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。
人教版高中物理选修(3-2)《法拉第电磁感应定律》导学案
人教版高中物理选修（3-2）《法拉第电磁感应定律》导学案学习目标：1、巩固法拉第电磁感应定律。
2、应用感应电动势的两个公式解决问题。
教学重点：3、应用感应电动势的两个公式解决问题。
教学难点：应用感应电动势的两个公式解决问题。
学习指导即时感悟【回顾﹒预习】1．感应电动势：无论电路是否闭合，只要穿过电路的发生变化，电路中就一定有，若电路是闭合的就有产生感应电动势的那部分导体就相当于一个2.法拉第电磁感应定律文字表述表达式为。
式中n表示____________，ΔΦ表示________，Δt表示____________，ΔΦ/Δt表示____________ 3．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为____________,式中θ表示___________________，当θ等于__________时公式变为__________。
式中的L是。
v若是平均速度，则E为；若v为瞬时速度，则E为。
若导体的运动不切割磁感线，则导体中感应电动势。
4．一段长为Ｌ的导体，在匀强磁场Ｂ中，以角速度ω垂直于磁场的方向绕导体的一端做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为_________________。
二、典型例题例1如果闭合电路中的感应电动势很大，那一定是因为()A．穿过闭合电路的磁通量很大B．穿过闭合电路的磁通量变化很大C．穿过闭合电路的磁通量的变化很快D．闭合电路的电阻很小例2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少 2 Wb，则()A．线圈中感应电动势每秒增加2 VB线圈中感应电动势每秒减少2 VC．线圈中无感应电动势自我完成，回顾知识。
了解新知引D ．线圈中感应电动势大小不变例3 例4例3如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B拉出，求这一过程中(1)磁通量的改变量．(2)通过金属环某一截面的电量．例4如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断例5：下列说法正确的是（）A、线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B、线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C、线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D、线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大例6：一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。
新课程人教版高中物理选修3-2《法拉第电磁感应定律及其应用》教案学案一体化
§ 4.3 法拉第电磁感应定律编写 xxx【教学目标】 知识与技能● 知道什么叫感应电动势● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t∆∆Φ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用tn E ∆∆Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，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● 了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】重点：法拉第电磁感应定律 难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课]在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中产生电流的条件是什么？在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。
[新课教学] 一．感应电动势1．在图a 与图b 中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。
2．电流大，电动势一定大吗？电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。
3．图b 中，哪部分相当于a 中的电源？螺线管相当于电源。
4．图b 中，哪部分相当于a 中电源内阻？螺线管自身的电阻。
在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。
有感应电动势是电磁感应现象的本质。
分析图4.2-1、4.2-3、4.2-6、4.2-7中的电源是哪一部分。
二．电磁感应定律感应电动势跟什么因素有关？结合第二节中的几个演示实验，提出三个问题供学生思考： 问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么? 穿过电路的Φ变化⇒产生E 感⇒产生I 感.问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系? 由全电路欧姆定律知I =rR E+，当电路中的总电阻一定时，E 感越大，I 越大，指针偏转越大。
2019-2020年高中物理 法拉第电磁感应定律应用导学案 新人教版选修3-2
1 / 22019-2020年高中物理 法拉第电磁感应定律应用导学案 新人教版选修3-2【学习目标】（1）会分析导体切割时的感应电动势、感应电流、安培力及运动情况 （2）会分析导体切割时的力学问题； （3）电磁感应现象中的含容电路问题； 【知识回顾】1、法拉第电磁感应定律：电路中的感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
表达式1：2、感生电动势：E=nS ∆B/∆t.3、动生电动势：E=nB ∆S/∆t 当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者垂直时，E = BLV 。
4、旋转切割磁感线5、产生感应电动势的部分相当于电源，其两端的电压为路端电压（外压）【探究点拨】一、导体框下落进入磁场问题：例题1．如图4-4-6所示，让线圈abcd 从高为h 处下落后，进入匀强磁场，从cd 边开始进入磁场，到ab 边刚进入磁场的这一段时间内，在下列几种表示线圈运动的v-t 图象中，不可能的是（ ）二、含容电路问题：例题2、如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L ，直导线MN 垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B .电容器的电容为C ，除电阻R 外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN 一初速度，使导线MN 向右运动，当电路稳定后，MN 以速度v 向右匀速运动时( )A ．电容器两端的电压为零B ．电阻两端的电压为BLvC ．电容器所带电荷量为CBLvD ．为保持MN 匀速运动，需对其施加的拉力大小为B 2L 2vR三、电磁感应电路中电量的计算 (1)Q ＝I Δt=εΔt/R ＝ΔΦ/R(2)当线圈是N 匝时则电量为：Q=N ΔΦ/R例题3、闭合矩形线框位于磁感应强度为B 的匀强磁中，右边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，边长分别用L 1和L 2。
若把线框沿v 的方向匀速拉出磁场所用时间为△t ，则通过框导线截面的电量是FL 1L 2Bv（）A．BI1L2/R△t B.BL1L2/R C.BI1L2/R△t D.BI1L2四、有关安培力的力学综合问题例题4、如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为L。
高中物理 4.5 电磁感应现象教案 新人教版选修3-2(2021年整理)
江苏省铜山县高中物理4.5 电磁感应现象教案新人教版选修3-2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（江苏省铜山县高中物理4.5 电磁感应现象教案新人教版选修3-2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为江苏省铜山县高中物理4.5 电磁感应现象教案新人教版选修3-2的全部内容。
电磁感应现象日期授课班级课题电磁感应现象教材分析电磁感应现象是电和磁的知识中的一个重要规律，并且与技术、社会的发展有密切的联系.在这一章中起着承上启下的作用,它不仅回答了学生在学完“奥斯特的发现”后通过逆向思维提出的问题,即磁能产生电流吗？也为进一步学习电和磁的知识奠定了基础。
学生分析学生在初中已学过《磁生电》，通过观察演示实验，知道闭合电路的部分导体在做切割磁感线的运动时会产生感应电流。
教学设想从学生熟知的感性知识入手，教师创设情境，激发学生的学习兴趣。
教师将演示实验改变为分组实验，鼓励学生自己动手实验去发现、总结规律，教师注意引导，让学生始终处于积极参与探索的状态之中。
教学目标知识与技能1、知道什么是电磁感应现象。
2、掌握产生感应电流的条件。
3、知道在电磁感应现象中能量守恒定律依然存在.4、通过电磁感应现象技术的应用，联系对社会发展的作用。
过程与方法1.培养学生的实验能力和从实验事实中归纳和概括物理概念和规律的能力。
2.培养学生运用知识分析问题的能力.情感态度价值观1、通过学习科学家的事迹,培养学生锲而不舍的探索精神.2、建立知识应用于技术，技术推动社会发展的思想。
教学重点产生电磁感应电流的条件难点进行实验探索并从实验现象中概括出物理规律。
物理：4.5《电磁感应定律的应用》教案(新人教选修3-2).doc
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
析：1．导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。
问题4：感生电场的方向应如何判断？(回想：感应电流的方向如何判断？电流的方向与电荷移动的方向有何关系？)
析：感应电流的方向用楞次定律判定。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，感生电场的方向也可以用楞次定律判定。
问题5：若导体中的自由电荷是负电荷，能否用楞次定律判定？
问题12：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。
析：导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。
（三）实例探究
感生电场与感生电动势
【例1】 如图所示，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（AC）
教学重
难 点
重点：感生电动势与动生电动势的概念。
难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。
教 具
板
书
设
计
§4.5电磁感应定律的应用
1、感应电场与感生电动势
2、洛伦兹力与动生电动势
教 学
环 节
学生学习活动的过程与内容
（按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容）
第二案
(二次备课)
(一）引入新课
高中物理《4-5电磁感应规律的应用》学案(无答案)新人教版选修3-2
电磁感应规律的应用学习目标一、知识与能力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。
新课教学（一）要点导入1.什么是电源？电源是通过做功把其他形式能转化为电能的装置。
2、什么是电动势？如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W, 那么W与q的比值, 叫做电源的电动势。
用E 表示电动势, 公式表示：（二）进行新课1.电磁感应现象中的感生电场（感生电动势）由于叫感生电场。
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。
问题1: 感生电场的方向应如何判断？问题2: 感应电流的方向如何判断？问题3: 电流的方向与电荷移动的方向有何关系？问题4: 若导体中的自由电荷是负电荷, 能否用楞次定律判定？学生活动: 阅读教材P19例题, 回答以下问题:问题1: 被加速的电子带什么电？问题2: 电子逆时针运动, 等效电流方向如何？问题3: 加速电场的方向如何？问题4: 使电子加速的电场是什么电场？问题5: 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？问题6：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.电磁感应现象中的洛伦兹力（动生电动势）学生活动: 小组讨论教材P 20思考与讨论。
总结：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。
问题：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。
（三）实例探究☆感生电场与感生电动势【例1】如图所示, 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☆洛仑兹力与动生电动势【例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仑兹力有关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产生的原因是一样的☆综合应用【例3】如图所示, 两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B.方向垂直纸面向里的匀强磁场中, 导轨电阻不计, 另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m, 电阻均为R, 若要使cd静止不动, 则ab杆应向_________运动, 速度大小为_______, 作用于ab杆上的外力大小为____________。
高二物理(人教版)选修3-2导学案设计：4.5电磁感应定律得应用(无答案)
4.5 电磁感应规律的应用（2）求电键闭合时，负载R 上的电流I（3）为了使导电流体以恒定的速度通过磁场，发电通道两端需保持一定的压强差△P 。
试计算△P当堂检测1.关于电磁感应产生感应电动势大小的正确表述是（ ）(A)穿过导体框的磁通量为零的瞬间，线框中感应电动势有可能很大.(B)穿过导体框的磁通量越大，线框中感应电动势一定越大.(C)穿过导体框的磁通量变化量越大，线框中感应电动势一定越大.(D)穿过导体框的磁通量变化率越大，线框中感应电动势一定越大.2.如图所示,平行导轨间的距离为d .一端跨接一个电阻R ,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直于平行金属导轨所在平面.一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向滑行时,通过电阻R 的电流为( )(A )RBdv (B )R Bdvsin θ(C)R Bdvcos θ (D )θRsin Bdv 3.有一只粗细均匀、直径为d 、电阻为r 的光滑金属圆环水平放置在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中，其俯视图如图所示．一根长为d 、电阻为2r 的金属棒始终紧贴圆环以速度v 匀速平动，当ab 棒运动到圆环的直径位置时，说法正确的是 () A ．ab 棒两端电压为32Bdv ． B ．ab 棒中的电流为rBdv 34． C ．ab 棒受安培力为r v d B 22． D ．外力对ab 棒的功率为rv d B 3422． 4.一个200匝、面积20cm 2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，磁感应强度在0.05s 内由O.1T 增加到0.5T.在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是________，磁通量的平均变化率是________，线圈中感应电动势的大小为________.5.如图所示，竖直方向的匀强磁场中，水平放置着金属框架abc ，导体ef 在框架上水平匀速向右平移．框架和棒所用的材料、横截面积均相同，摩擦阻力不计，那么在ef 脱离框架之前，保持一定的物理量是( )A ．ef 棒所受的拉力．B ．电路中的磁通量．C ．电路中的感应电流．D ．电路中的感应电动势．课后作业1.如图所示，先后以v 1和v 2匀速地从同一位置将同一线圈拉出右边的匀强磁场，v 2＝2v 1，在两种情况下( )(A )线圈的感应电流之比为1:2.(B )线圈产生的热量之比为1:2.(C )流过线圈导线截面的电量之比为1:2.(D )拉动线圈的外力做功的功率之比为1:2.2.在物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量．如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈的匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R ．若将线圈放在被测量的匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电量为q ，由上述数据可测出被测量磁场的磁感应强度为 ( )A ．S qR ．B ．nS qR ．C ．nS qR 2D ．SqR 2． 3.如图所示，一闭合圆形线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线n 与磁场方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化．在下述办法中，用哪一种可以使感应电流增加一倍?( )A ．把线圈的匝数增加一倍．B ．把线圈的面积增加一倍．C ．把线圈的半径增加一倍．D ．改变线圈轴线对磁场的方向．4.半径为r 的n 匝线圈在边长为L 的止方形abcd 之外,匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域,当磁场以△B /t 的变化率变化时,线圈产生的感应电动势大小为____________5.如图所示,将条形磁铁插入闭合线圈,若第一次迅速插入线圈中用时间为0.2s ,第二次缓慢插入线圈用时间为1s ,则第一次和第二次插入时线圈中通过的电量之比是________,线圈中产生的热量之比是________.6.如图所示，一端开口的平行导电导轨，轨距ab ＝0.1m ，放置于B ＝0.6T 的匀强磁场中，金属杆cd 垂直搁置在导轨上，且ac ＝0.3m ．现cd 以v ＝0.1m ／s 的速度平行于导轨运动，若磁感应强度同时以0.2T ／s 的速度递减，求2s 内电路中产生的平均感应电动势．。
人教版物理选修3-24.5电磁感应规律的应用学案
4.5电磁感应规律的应用编写：吴维根 审核：陶海林【知识要点】1、电路中电动势的作用实际上是某种 力对自由电荷的作用，使得其他形式的能 转化为电能2、电磁感应现象中的感生电场：变化的磁场在周围空间激发出 ，在此空间的闭合导体中，计算电动势的公式为3、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 的作用下定向运动形成感应电流，或者说导体中产生了 。
计算电动势的公式为 。
【典型例题】例1、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平速度v 抛出，且棒与磁场垂直，设棒在落下的过程中方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动的过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )A 、越来越大B 、越来越小C 、保持不变D 、无法判断例2、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，螺旋桨按顺时针方向转动。
螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示，如果忽略a 到转轴中心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，则( )A 、2E ftB π=，且a 点电势低于b 点电势B 、22E ft B π=，且a 点电势低于b 点电势C 、2E ft B π=，且a 点电势高于b 点电势D 、22E ft B π=，且a 点电势高于b 点电势例3、如图所示，在磁感应强度0.5B T =的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为0.1h m =的平行金属导轨MN 与PQ ，导轨的电阻忽略不计。
在两根导轨的端点N Q 、之间连接一阻值0.3R =Ω的电阻，导轨上跨放着一根长为0.2L m =、每米长电阻2.0/r m =Ω的金属棒ab ，金属棒与导轨正交，交点为c d 、。
当金属棒以速度 4.0/v m s =向左做匀速运动时，试求：⑴电阻R 中电流的大小和方向；⑵金属棒ab 两端点间的电势差。
高中物理 第四章 电磁感应 第5节 电磁感应现象的两种
第五节：电磁感应规律的应用【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。
【学习方法】类比法、练习法【学习过程】一、温故知新：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，它成立的条件又是什么？二、学习新课（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 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。
感应电场是产生 或 的原因，感应电场的方向也可以由 来判断。
感应电流的方向与感应电场的方向 。
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。
BE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（ ）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3、感生电动势的产生由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当 ，其电路是 电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。
高中物理 第4章 电磁感应 第5节 电磁感应规律的应用教案 新人教版选修3
第5节电磁感应规律的应用要点一感生电动势是如何产生的？如何判断其方向？1．产生：如图4－5－2所示．当磁场变化时，产生感生电场．感生电场的电场线是与磁场垂直的曲线．如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力作用下定向移动而产生感应电流．或者说导体中产生了感生电动势．图4－5－22．方向：闭合环形回路(可假定存在)的电流方向就是感生电动势的方向，根据楞次定律和右手定则确定．要点二洛伦兹力和动生电动势的关系是什么？1．洛伦兹力的作用：如图4－5－3所示，一条导线CD在匀强磁场B中以速度v向右运动，并且导线CD与B、v的方向互相垂直．由于导体中的自由电子随导体一起以速度v 运动．因此每个电子受到的洛伦兹力为F＝e v B，如图所示，F的方向竖直向下，在F的作用下自由电子沿导体向下运动，使导体下端出现过剩的负电荷，导体上端出现过剩的正电荷，结果是C端的电势高于D端的电势．出现由C端指向D端的静电场．图4－5－32．形成平衡态：新产生的电场对电子的作用力F′是向上的，与洛伦兹力的方向相反，随着导体两端正负电荷的积累，场强不断增强，当作用到自由电子上的静电力与洛伦兹力互相平衡时，CD两端便产生了一个稳定的电势差．要点三感应电流产生过程中的能量转化1．将条形磁铁插入或拔出闭合螺线管时线圈中产生感应电流．感应电流的磁场阻碍磁铁与螺线管的相对运动．在整个过程中，外力克服磁场力做功．把其他形式的能转化为电能．2．导体切割磁感线时回路中产生感应电流，导体受到安培力的作用，安培力的方向与推动导体运动外力的方向相反．在导体运动过程中，外力克服安培力做功，其他形式的能转化为电能．而且，克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.一、动生电动势与感生电动势的区别与联系是什么？1．相当于电源的部分不同由于导体运动产生感应电动势时，运动部分的导体相当于电源，而由于磁场变化产生感应电动势时，磁场穿过的线圈部分相当于电源．2．ΔΦ的含义不同导体运动产生电动势，ΔΦ是由于导体线框本身的面积发生变化产生的．所以ΔΦ＝BΔS；而感生电动势，ΔΦ是由于ΔB引起的，所以ΔΦ＝SΔB.3．动生电动势和感生电动势的相对性动生电动势和感生电动势的划分．在某些情况下只有相对意义，将条形磁铁插入线圈中，如果在相对于磁铁静止的参考系内观察．磁铁不动，空间中各点的磁场也没有发生变化．而线圈在运动，线圈中产生的是动生电动势，如果在相对线圈静止的参考系内观察，则看到磁铁在运动．引起空间磁场发生变化．因而，线圈中产生的是感生电动势．究竟把电动势看作动生电动势还是感生电动势，决定于观察者所在的参考系．二、从电动势公式角度理解感生电动势和动生电动势1．公式E ＝n ΔΦΔt求出的是闭合电路的总感应电动势，可以是感生电动势，也可以是动生电动势，还可以二者兼有．如果Δt 不是无穷小，则求出的感应电动势是Δt 这段时间内的平均值；当Δt 很小时，平均值接近瞬时值；当给出的某时刻的磁通量的变化率(或面积的变化率或磁感应强度的变化率)，则求出的感应电动势为该时刻的瞬时值；如果磁通量均匀变化，则求出的感应电动势的瞬时值就等于平均值．2．公式E ＝Bl v sin θ求出的只是切割磁感线的那部分导线中的感应电动势，是动生电动势.一、感生电动势的运算【例1】 有一面积为S ＝100 cm 2的金属环，电阻为R ＝0.1 Ω，环中磁场变化规律如图4－5－4乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t 1到t 2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？图4－5－4解析 (1)由楞次定律，可以判断金属环中感应电流方向为逆时针方向．(2)由图可知：磁感应强度的变化率为ΔB Δt ＝B 2－B 1t 2－t 1①金属环中磁通量的变化率ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝B 2－B 1t 2－t 1·S ②环中形成的感应电流I ＝E R ＝ΔΦ/Δt R ＝ΔΦR Δt③通过金属环的电荷量Q ＝I Δt ④ 由①②③④解得Q ＝(B 2－B 1)S R ＝(0.2－0.1)×10－20.1C ＝0.01 C答案 逆时针方向 0.01 C 二、动生电动势的运算【例2】 如图4－5－5所示，图4－5－5三角形金属导轨EOF 上放有一金属杆AB ，在外力作用下，使AB 保持与OF 垂直，以速度v 匀速从O 点开始右移，设导轨与金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是( )A ．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解析 导体棒从O 开始到如图所示位置所经历时间设为t ，∠EOF ＝θ，则导体棒切割磁感线的有效长度L ⊥＝OB tan θ，故E ＝BL ⊥v ⊥＝B v ·v t ·tan θ＝B v 2tan θ·t ，即电路中电动势与时间成正比，C 选项正确；电路中电流强度I ＝E R ＝B v 2tan θ·t ρL /S.而L 等于△OAB 的周长，L ＝OB ＋AB ＋OA ＝v t ＋v t ·tan θ＋v t cos θ＝v t (1＋tan θ＋1cos θ)，所以I ＝B v tan θ·S ρ⎝⎛⎭⎫1＋tan θ＋1cos θ＝恒量，所以A 正确．答案 AC1.图4－5－6一个面积S ＝4×10－2m 2、匝数n ＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图4－5－6所示，则下列判断正确的是( )A ．在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/sB ．在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C ．在开始的2 s 内线圈中产生的感应电动势等于8 VD ．在第3 s 末线圈中的感应电动势等于零 答案 AC解析 磁通量的变化率ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ，其中磁感应强度的变化率ΔBΔt即为B －t 图象的斜率．由图知前2 s 的ΔB Δt ＝2 T/s ，所以ΔΦΔt＝2×4×10－2 Wb/s ＝0.08 Wb/s ，A 选项正确．在开始的2 s 内磁感应强度B 由2 T 减到0，又从0向相反方向的B 增加到2 T ，所以这2 s 内的磁通量的变化量ΔΦ＝B 1S ＋B 2S ＝2BS ＝2×2×4×10－2 Wb ＝0.16 Wb ，B 选项错．在开始的2 s 内E ＝n ΔΦΔt＝100×0.08 V ＝8 V ，C 选项正确．第3 s 末的感应电动势等于2 s ～4 s 内的电动势，E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ΔtS ＝100×2×4×10－2 V ＝8 V.2．闭合电路中产生的感应电动势大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比( )A ．磁通量B ．磁感应强度C ．磁通量的变化率D ．磁通量的变化量 答案 C3．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )答案 C4．如图4－5－7所示，图4－5－7一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 ．增加C ．减少D ．以上情况都可能 答案 B5．如图4－5－8所示，图4－5－8bacd 为静止于水平面上宽度为L ，而长度足够长的U 型金属滑轨，ac 边接有电阻R ，其他部分电阻不计．ef 为一可在滑轨平面上滑动，质量为m 的均匀导体棒．整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ，忽略所有摩擦．(1)若用恒力F 沿水平方向向右拉棒，使其平动，求导体棒的最大速度． (2)若导体棒从开始运动到获得最大速度发生的位移为s ，求这一过程中电阻R 上产生的热量Q .答案 (1)FR B 2L 2 (2)Fs －mF 2R 22B 4L4解析 (1)方法1：导体棒受到恒力F 后的运动情况，可用如下式子表示：F ―→v ↑――→BL vE ↑――→E /RI ↑――→BILF 安↑――→F －F 安F 合↓――→F 合/ma ↓当a ＝0时，速度达到最大值，即F ＝BIL ＝B BL v R L ，解得v ＝FRB 2L2方法2：从能量角度看，当棒稳定时P 外＝P 电，即F ·v ＝E 2R ＝B 2L 2v 2R ，解得v ＝FRB 2L2(2)导体棒受到恒力F 后的能量转化情况如下：F 做功⎩⎨⎧系统匀速运动后的动能被转化的动能――→克服安培力做功电能――→电流做功内能 根据能量转化与守恒定律得：Fs ＝12m v 2＋Q ，解得Q ＝Fs －mF 2R 22B 4L4题型①动生电动势的综合运算如图1所示，图1一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框．在t＝0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i—t 关系的图示中，可能正确的是()思维步步高进入过程中哪一部分相当于电源？应该怎样进行分析研究？怎样利用线框的边长和磁场宽度的关系？答案 C解析从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐增大，A项错误．从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B项错．当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D项错，故正确选项为C.拓展探究如图2所示，图2小灯泡规格为“2 V,4 W”，接在光滑水平导轨上，导轨间距为0.1 m，电阻不计．金属棒ab垂直搁在导轨上，电阻为1 Ω，整个装置处于B＝1 T的匀强磁场中．求：(1)为使灯泡正常发光，ab的滑行速度为多大？(2)拉动金属棒ab的外力的功率有多大？答案(1)40 m/s(2)8 W解析当金属棒在导轨上滑行时，切割磁感线产生感应电动势，相当于回路的电源，为小灯泡提供电压．金属棒在光滑的导轨上滑行过程中，外力克服安培力做功，能量守恒，所以外力的功率与电路上产生的电功率相等．(1)灯泡的额定电流和电阻分别为 I ＝P U ＝2 A ，R ＝U 2P＝1 Ω 设金属棒的滑行速度为v ，则I 感＝ER ＋r ＝Bl v R ＋r，式中r 为棒的电阻．由I 感＝I ，即Bl vR ＋r＝I得v ＝I (R ＋r )Bl ＝2×(1＋1)1×0.1m/s ＝40 m/s(2)根据能量转换，外力的机械功率等于整个电路中的电功率，即P 机＝P 电＝I 2(R ＋r )＝22×(1＋1) W ＝8 W.题型 ② 动生电动势和感生电动势的区别与联系如图3所示，图3两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r 0＝0.10 Ω，导轨的端点P 、Q 用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l ＝0.20 m ．有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B 与时间t 的关系为B ＝kt ，比例系数k ＝0.020 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直．在t ＝0时刻，金属杆紧靠在P 、Q 端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t ＝6.0 s 时金属杆所受的安培力．思维步步高 在导体棒向左运动过程中，产生的是动生电动势还是感生电动势？两种电动势是相加还是相减？求解电流时应注意什么问题？答案 1.44×10－3 N解析 以a 表示金属杆运动的加速度，在t 时刻，金属杆与初始位置的距离L ＝12at 2此时杆的速度v ＝at ，这时，杆与导轨构成的回路的面积S ＝Ll ，回路中的感应电动势E ＝S ΔBΔt＋Bl v因B ＝kt 故ΔBΔt＝k回路的总电阻R ＝2Lr 0回路中的感应电流I ＝ER作用于杆的安培力F ＝BlI解得F ＝3k 2l 22r 0t ，代入数据为F ＝1.44×10－3 N拓展探究 如图4所示，图4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产生的原因是一样的答案AB解析如右图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的洛伦兹力作用向下运动，于是在棒的B端出现负电荷，而在棒的A端出现正电荷，所以A端电势比B端高．棒AB就相当于一个电源，正极在A端．1.如图5所示，图5一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．匀强磁场均匀增加答案BD图62．如图6所示为一弹性闭合导线圈，匀强磁场垂直纸面，当磁感应强度B发生变化时，观察到线圈所围的面积增大了，由此可判断B的方向和大小的情况是() A．B垂直纸面向里，B变大B．B垂直纸面向里，B变小C．B垂直纸面向外，B变大D．B垂直纸面向外，B变小答案BD3．如图7所示，图7一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈1的正下方过程中，从上往下看线圈2，应是()A．无感应电流产生B．有顺时针方向的感应电流C．有先顺时针后逆时针的感应电流D．有先逆时针后顺时针方向的感应电流答案 C解析通电线圈1固定，它所产生的磁场根据右手螺旋定则在中心处方向向上，当线圈2从正上方下落的过程中，穿过它的磁通量先是向上增加，再向上减少，根据楞次定律判断线圈2中的感应电流方向，选项C正确，A、B、D错．4.图8金属杆ab水平放置在某高处，当它被平抛进入一个方向竖直向上的匀强磁场中后(如图8所示)，有关其上感应电动势的大小和两端电势的高低，以下说法中正确的是() A．运动过程中感应电动势的大小不变，U a>U bB．运动过程中感应电动势的大小不变，U a<U bC．由于速率不断增大，所以感应电动势变大，U a>U bD．由于速率不断增大，所以感应电动势变大，U a<U b答案 A解析金属杆被水平抛出在竖直向上的磁场空间做抛体运动，其合速度v在竖直方向上与磁场的方向平行不切割磁感线，但水平分量与磁场方向垂直，垂直切割磁感线产生感应电动势且由于金属杆水平方向上不受力，水平分速度始终等于v0，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小不变，所以选项C、D错．根据右手定则可以判断a端的电势高于b端的电势，所以选项A正确．5．在匀强磁场中，图9ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图9所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是()A．v1＝v2，方向都向右B．v1＝v2，方向都向左C．v1>v2，v1向右，v2向左D．v1>v2，v1向左，v2向右答案 C6．如图10所示，图10MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连接一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时()A ．有感应电流通过电阻R ，大小为πdB vRB ．有感应电流通过电阻R ，大小为dB vRC ．有感应电流通过电阻R ，大小为2dB vRD ．没有感应电流通过电阻R 答案 B解析 圆环的左右两边相当于一个电源，每个半圆的有效长度为d ，所以电流大小为Bd vR.7.图11一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，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图11所示．如果忽略a 到转轴中心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，则( )A ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 B ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势C ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势D ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 答案 A解析 直升机螺旋桨的叶片围绕着轴转动，产生的感应电动势为()()221112222b E Blv Blv Bl l B f l fl B ωππ=====,设想ab 是闭合电路的一部分导体，由右手定则知感应电流因为a →b ，所以b 点电势比a 点电势高．所以选项A 正确．8．均匀导线制图12成的单匝正方形闭合线框abcd ，每边长为L ，总电阻为R ，总质量为m .将其置于磁感强度为B 的水平匀强磁场上方h 处，如图12所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd 边始终与水平的磁场边界面平行．当cd 边刚进入磁场时：(1)求线框中产生的感应电动势大小． (2)求cd 两点间的电势差大小．(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h 所应满足的条件．答案 (1)BL 2gh (2)34BL 2gh (3)m 2gR 22B 4L4解析 (1)cd 边刚进入磁场时，线框速度v ＝2gh 线框中产生的感应电动势E ＝BL v ＝BL 2gh(2)此时线框中的电流 I ＝ERcd 两点间的电势差U ＝I (34R )＝34E ＝34BL 2gh(3)安培力F ＝BIL ＝B 2L 22ghR根据牛顿第二定律mg －F ＝ma ，因a ＝0解得下落高度满足 h ＝m 2gR 22B 4L49．如图13所示，P 、Q 为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L 1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B 1的匀强磁场中．一导体杆ef 垂直于P 、Q 放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动．质量为m 、每边电阻均为r 、边长为L 2的正方形金属框abcd 置于竖直平面内，两顶点a 、b 通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B 2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态．不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力．图13(1)通过ab 边的电流I ab 是多大？ (2)导体杆ef 的运动速度v 是多大？答案 (1)3mg 4B 2L 2 (2)3mgr4B 1B 2L 1L 2解析 (1)设通过正方形金属框的总电流为I ，ab 边的电流为I ab ，dc 边的电流为I dc ，则I ab ＝34I ①I dc ＝14I ②金属框受重力和安培力，处于静止状态，有 mg ＝B 2I ab L 2＋B 2I dc L 2③ 由①②③，解得I ab ＝3mg 4B 2L 2④(2)由(1)可得I ＝mg B 2L 2⑤ 设导体杆切割磁感线产生的电动势为E ，有 E ＝B 1L 1v ⑥设ad 、dc 、bc 三边电阻串联后与ab 边电阻并联的总电阻为R ，则R ＝34r ⑦根据闭合电路欧姆定律，有 I ＝E R⑧ 由⑤～⑧，解得v ＝3mgr 4B 1B 2L 1L 2⑨。
高中物理 5电磁感应定律的应用教案 新人教版选修3
5 电磁感应规律的应用教学设计(一)整体设计教学分析学生前面学过了电动势的概念，也了解了磁通量的变化会产生感应电动势和感应电流。
但是并不知道产生感应电动势的实质，也不了解感应电动势有感生和动生的区别，所以这节课的重点是让学生了解并掌握感生和动生电动势的实质和区别，并能在实际题目中应用。
教学目标1．知道感生电场，会用楞次定律判断感生电场的方向。
2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
3．增强对两种电动势的认知深度，了解相应物理学史，提高学习物理的兴趣，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。
教学重点难点感生电动势与动生电动势的概念。
对感生电动势与动生电动势实质的理解。
教学方法与手段以类比为先导，引领学生在复习干电池电动势中非静电力作用的基础上，说明感应电场和洛伦兹力在产生感应电动势中的作用，并能应用感生电动势和动生电动势解答相关问题。
类比讨论学习为主，发动学生对电子感应加速器的讨论从而加深理解。
课前准备教学媒体多媒体课件、实物投影仪、视频片断。
知识准备复习电动势的概念和非静电力，法拉第电磁感应定律、导体切割磁感线产生的电动势和什么因素有关。
教学过程导入新课[事件1]教学任务：复习提问，导入新课。
师生活动：情景导入，放映PPT 课件展示提问的问题。
一、复习提问：1．法拉第电磁感应定律的内容是什么？数学表达式是什么？答：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即E ＝n ΔΦΔt。
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，它成立的条件又是什么？答：导体在磁场中切割磁感线产生的电动势的大小与导体棒的有效长度、磁场强弱、导体棒的运动速度有关，表达式是E ＝BLvsinθ，该表达式只能适用于匀强磁场中。
3．干电池中电动势是怎样产生的？参照相关图片，回顾所学电池电动势中有关非静电力做功的知识，其他学生补充。
二、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。
4.5《电磁感应定律的应用》教案全集(人教选修3-2)
图 1E B I B 图2v F 洛 4.5感生电动势和动生电动势【学 习 目 标】A ．知道感生电动势和动生电动势B ．理解感生电动势和动生电动势的产生机理学 科 素 养1．感生电动势与感应电场在前面《恒定电流》中我们已经知道，电源的电动势的作用实际上是提供某种非电场力，使电源的两极分别带上正负电荷。
那么，在电磁感应现象中，是什么里使得导体中的正负电荷定向移动形成感应电流或产生感应电动势呢？英国物理学家麦克斯韦认为，认为变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场叫做感应电场，如图1所示：当磁场B 发生变化时，其所在的空间 会产生一种电场E ，如果此时空间存在闭合电路，导体中的自由 电荷就会在这种电场的作用下定向移动，产生感应电流，或者在导体两端产生感应电动势。
由楞次定律和安培定则可确定感应电流的方向，同时电场力的 方向与正电荷定向移动的方向（即电流的方向）相同，所以产生的感应电场的方向也可以根据楞次定律用右手螺旋定则来判定。
例如：右图中，电场E 应该是磁感应强度B 在变大还是变小时所产生的呢？分析和解：要产生如图1所示的电场，可假设在该空间有一闭合线圈如图2所示，则线圈中的电流方向应该与电场方向一致，由楞次定律可知，此时感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，所以，原磁场的磁感应强度应该是在变大。
同理，由感应电流的方向也可确定感应电场的方向；此题中，感应电流方向如图，因为金属导体内部定向移动的是自由电子，带负电，所以电场的方向与其定向移动的方向相反。
2．动生电动势与洛伦兹力导体切割磁感线的运动也会产生感应电动势，这种情况与感生 电动势产生的机理不同，因为这时磁场并没有变化，空间没有感 应电场。
如图所示，当导体棒垂直磁场向右做切割磁感线的运动 时，导体棒内的自由电子也要随之向右运动，因此必然要受到洛 伦兹力的作用，由左手定则可以判断，自由电子将向下移动，使 得导体棒上下两端出现电势差，我们叫它动生电动势。
新课标人教版3-2选修三4.5《电磁感应规律的应用》WORD教案4
第五节：电磁感应规律的应用【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。
【温故知新】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，它成立的条件又是什么？【基础知识预习】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，Array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。
E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。
感应电场是产生或的原因，感应电场的方向也可以由 来判断。
感应电流的方向与感应电场的方向 。
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。
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（ ） 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3、感生电动势的产生由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当 ，当它和外电路连接后就会对外电路供电。
4.4.3电磁感应定律的应用(二)教案(人教版选修3-2)
4.4.3 电磁感应定律的应用（二） 教案（人教版选修3-2）【教学目标】1．2．3．【重点难点】1．2．【【教教学学方方法法】】讲练结合、比较、观察、分析、推理、归纳、综合【【教教学学用用具具】】课 件【教学过程】【例1】如图所示，质量为m 的金属棒ab 垂直架放在间距为L 的水平放置的光滑的足够长的导轨PQ 和MN 上面，处于静止状态，两导轨左端P 、M 用导线连接，整个导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。
现有一水平向右的恒力F 作用于金属棒ab 上使之向右运动，通过大小为S 的路程后，金属棒速度达到最大值。
设金属棒的电阻为R ，其他电阻不计，则在金属棒通过这段路程的过程中，金属棒上产生的热量多大?【例2】如图所示，ef 、gh 为水平放置的平行光滑导轨，导轨间距为L ，导轨一端接一定值电阻R ，质量为m 的金属棒cd 垂直放在导轨上，导轨和金属棒的电阻均忽略不计，整个装置放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。
现对金属棒施一水平向左的拉力，使棒向左运动，若保持拉力的功率恒为P ，经一段时间，棒的速度为υ，求：（1）这时棒的加速度。
（2）在时间t内电阻上产生的焦耳热。
（2）Q＝Pt－1/2mυ2【例3】如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长L＝1米，质量m＝0.1千克的导体棒MN，其电阻R＝1欧，导体棒架在竖直放置的框架上，框架处于如图所示的匀强磁场中，磁感应强度B＝1特。
当导体棒上升h＝3.8米时获得稳定的逮度，导体产生的热量为2焦。
电动机牵引棒时，伏特表、安培表的读数分别为7伏、1安，电动机内阻r＝1欧，不计框架电阻及一切摩擦，g取10米／秒2，求：（1）导体棒能达到的稳定速度；（2）棒从静止达到稳定速度所需要的时间。
（1）υm＝2m/S；（2）t＝1S.【例4】如图所示，AB和CD是两根足够长的平行光滑导轨，两导轨的间距为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，两导轨间垂直于导轨平面有斜向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨AC端连有一阻值为R的电阻。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五节：电磁感应规律的应用学案
【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。
【学习方法】类比法、练习法
【学习过程】
一、温故知新：
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，它成立的条件又是什么？
二、学习新课
（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，
电场。
静止的电荷激发的电场叫，静电场的电场线是由
E
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。
感应电场是产生或的原因，感应电场的方向也可以由来判断。
感应电流的方向与感应电场的方向。
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。
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（）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
3、感生电动势的产生
由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当，其电路是电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。
变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。
其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。
例如磁场变化时产生的感应电动势为E=
（二）、洛伦兹力与动生电动势
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？
它是如何将其他形式的能转化为电能的？
1、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
）
（3）动生电动势大小的推导：
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。
如图所示，一条直导线CD在云强磁场B 中以速度v向右运动，并且导线CD与B、v的方向垂直，由于导体中的自由电子B
？？
？
？
C
C
随导体一起以速度v运动，因此每个电子受到的洛伦兹力为：
F洛=Bev
F的方向竖直向下，在力F的作用下，自由电子沿导体向下运动，使导体下端出现过剩的负电荷，导体上端出现过剩的正电荷，结果使导体上端D的电势高于下端C的电势，出现由D 指向C的静电场，此电场对电子的静电力F’的方向向上，与洛伦兹力F方向相反，随着导体两端正负电荷的积累，电场不断增强，当作用在自由电子上的静电力与电子受到的洛伦兹力相平衡时，DC两端产生一个稳定的电势差如果用另外的导线把CD两端连接起来，由于D 段的电势比C段的电势高，自由电子在静电力的作用下将在导线框中沿顺时针流动，形成逆时针方向的电流，如图乙所示，电荷的流动使CD两端积累的电荷不断减少，洛伦兹力又不断使自由电子从D端运动到C端从而在CD两端维持一个稳定的电动势。
可见运动的导体CD就是一个电源，D端是电源的正极，C端是电源的负极，自由电子受洛伦兹力的用，从D端搬运到C端，也可以看做是正电荷受洛伦兹力作用从C端搬运到D端，这里洛伦兹力就相当于电源中的非静电力，根据电动势的定义，电动势等于单位正电荷从负极通过电源内部移动到电源的正极非静电力所做的功，作用在单位电荷上的洛伦兹力为：
F=F洛/e=Bv
于是动生电动势就是：
E=FL=BLv
上式与法拉第电磁感应定律得到的结果一致。
(三)、动生电动势和感生电动势具有相对性
动生电动势和感生电动势的划分，在某些情况下只有相对意义，如本章开始的实验中，将条形磁铁插入线圈中，如果在相对于磁铁静止的参考系观察，磁铁不动，空间各点的磁场也没有发生变化，而线圈在运动，线圈中的电动势是动生的；但是，如果在相对于线圈静止的参考系内观察，则看到磁铁在运动，引起空间磁场发生变化，因而，线圈中的电动势是感生的，在这种情况下，究竟把电动势看作动生的还是感生的，决定于观察者所在的参考系，然而，并不是在任何情况下都能通过转换参考系把一种电动势归结为另一种电动势，不管是哪一种电动势，法拉第电磁感应定律、楞次定律都成立。
(四)应用——电子感应加速器
即使没有导体存在，变化的磁场以在空间激发涡旋状的感应电场，电子感应器就是应用了这个原理，电子加速器是加速电子的装置，他的主要部分如图所示，画斜线的部分为电磁铁两极，在其间隙安放一个环形真空室，电磁铁用频率为每秒数十周的强大交流电流来励磁，使两极间的磁感应强度B往返变化，从而在环形真空室内感应出很强的感应涡旋电场，用电子枪将电子注入唤醒真空室，他们在涡旋电场的作用下被加速，同时在磁场里受到洛伦兹力的作用，沿圆规道运动。
如何使电子维持在恒定半径为R的圆规道上加速，这对磁场沿径向分布有一定的要求，设电子轨道出的磁场为B，电子做圆周运动时所受的向心力为洛伦兹力，因此：
eBv=mv2/R
mv=ReB
也就是说，只要电子动量随磁感应强度成正比例增加，就可以维持电子在一定的轨道上运动。
【学习小结】
【布置作业】选修3-2课本第20页“思考与讨论” 课后作业：第20-21页1、2、3、4题
【学习心得】
让学生知道电磁感应产生的机理，激励学生探求知识的来源和根源。
有利于培养学生的学习精神。