5、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
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。
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。
《电磁感应现象的两类情况》导学案
高二物理4.5《电磁感应现象的两类情况》导学案学习目标1．知道电磁感应现象中的感生电场及共作用。
2．会用相关公式计算电磁感应问题。
3．了解电磁感应现象中的洛伦兹力及其作用。
学习重点、难点重点：感生电动势和动生电动势产生的原因。
难点：电磁感应问题的计算。
学习过程：一、电磁感应现象中的感生电场常用电源的电动势是由非静电力移动电荷做功使电源两极分别带上异种电荷，电磁感应现象中的感应电动势又是怎样产生的呢？1、感生电场：右图所示，一个闭合电路静止于磁场中，当磁场由弱变强时，闭合电路中产生了感应电动势与感应电流，这时又是什么力相当于非静电力促使电荷发生定向移动的？。
2、例题：阅读课本例题，回答下列问题：①真空室内的磁场由谁提供？当电磁铁的电流恒定时，真空室内的电子受力如何？②当电磁铁中通有图示方向均匀减小的电流时，所激发的磁场和感应电场怎样？真空室中的电子受力怎样？能使电子加速吗？③电磁铁中通有图示方向均匀增加的电流时，所激发的磁场和感应电场怎样？真空室中的电子受力怎样？能使电子加速吗？。
二、洛伦兹力与动生电动势导体切割磁感线运动时，磁场没有变化，不能产生感生电场，其感应电动势又是如何产生的？思考与分析：右图所示，导体棒CD在匀强磁场中运动：①为了方便，我们认为导体棒中的自由电荷为正电荷，那么导体棒中的正电荷所受洛伦兹力的方向如何？正电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？②导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？××××××××××××××××CDl υ③导体棒的那端电势比较高？④如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中的电流沿什么方向？此时导体棒会受到安培力作用吗？⑤此时是什么力与非静电力相关？导体棒中的能量是怎样转化的？当堂检测1、右图所示，一个闭合电路静止于磁场中，因为磁场强弱的变化，而使电路中产生了感生电动势。
006第4.5节《电磁感应现象的两类情况》导学案修
高二物理 WL-15-02-006第4.5节《电磁感应现象的两类情况》导学案编写人：路尔清审核人：高二物理备课组编写时间：2015年8月18日班级：第组姓名：【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。
【学法指导】1.认真阅读学习目标，牢牢把握学习要求。
2.认真阅读课本P19～P20页，勾画出主要知识，理解感生电动势、动生电动势产生的原因。
3.导学案中标注*部分供学有余力同学做。
4.将预习中遇到的疑难点问题标识出来在展示课堂上小组讨论、质疑【知识链接】1、感应电流的产生条件：①；②。
2、判断感电流方向的方法：①；（适用于________情况）②。
（适用于_____________________）3、感应电动势大小的计算方法：①（表达式）；（适用于________情况）②（表达式）。
（适用于__________________4、电源的电动势是表示电源中非静电力做功本领大小的物理量，干电池中的非静电力是_______作用，它做功将电池中的_____能转化为电路中的____能。
【学习过程】知识点一、电磁感应现象中的感生电场——感生电动势问题1、一个闭合线圈放在如右图所示的磁场中，若此时磁场变强，则线圈中感应电流的方向（顺着磁感线的方向看是“顺时针”还是“逆时针”），并在图中标出。
猜想：通过问题1，我们可以知道闭合线圈中有感应电动势产生，那么是哪一种作用充当了非静电力呢？（在磁场变化前，假定线圈中的自由电荷是静止，且是正电荷）猜想1、线圈放在磁场中，非静电力是自由电荷受到的洛伦兹力吗？猜想2、非静电力是自由电荷间的库仑力吗？……英国的物理学家麦克斯认为这种非静电力是_____________________________________。
4.5电磁感应现象的两类情况导学案带答案
安丘一中高一物理导学案【自主学习】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。
3、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：【合作探究】例1．某空间出现了如图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 答案 AC例2．如图（a ）所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路。
线圈的半径为r 1。
在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图（b ）所示。
图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0，导线的电阻不计。
求0至t 1时间内（1）通过电阻R 1上的电流大小和方向；（2）通过电阻R 1上的电量q 及电阻R 1上产生的热量。
答案：（1）20203n B r Rt π，电流由b 向a 通过1R ；（2）2224021229n B r t Rt π 【解析】（1）由法拉第电磁感应定律得感应电动势为220220n B r B E n n r t t t ππ∆Φ∆===∆∆ 由闭合电路的欧姆定律，得通过1R 的电流大小为202033n B r E I R Rt π==由楞次定律知该电流由b 向a 通过1R （2）由qI t=得在0至1t 时间内通过1R 的电量为 2021103n B r t q It Rt π==由焦耳定律得在0至1t 时间内1R 产生的热量为2224202111229n B r t Q I R t Rt π== 例3.两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨左端接有电阻R =10Ω，导轨自身电阻忽略不计。
《电磁感应导学案》
《电磁感应》导学案一、导入1. 请同砚们回顾一下什么是电磁感应？电磁感应的实质是什么？2. 电磁感应的实验条件是什么？根据法拉第电磁感应定律，电磁感应现象是如何产生的？二、进修目标1. 了解电磁感应的基本观点和原理。
2. 掌握电磁感应的实验条件和实验方法。
3. 理解电磁感应在生活中的应用。
三、进修重点和难点1. 电磁感应的基本观点和原理。
2. 电磁感应的实验条件和实验方法。
3. 电磁感应在生活中的应用。
四、进修过程1. 进修电磁感应的基本观点和原理。
- 电磁感应是指在磁场中，当导体相对于磁场运动或磁场强度发生变化时，导体内将产生感应电流的现象。
- 法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与导体在磁场中的运动速度、磁感应强度和导体长度等因素有关，表达式为ε=-ΔΦ/Δt。
2. 进修电磁感应的实验条件和实验方法。
- 实验条件：磁场、导体、运动或磁场发生变化。
- 实验方法：将导体放入磁场中运动或改变磁场强度，观察感应电流的产生。
3. 进修电磁感应在生活中的应用。
- 发电机：利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
- 变压器：利用电磁感应原理调节电压大小。
- 感应炉：利用电磁感应原理加热导体。
五、教室练习1. 什么是电磁感应？简要说明电磁感应的原理。
2. 实验条件下的电磁感应是什么？举例说明电磁感应的实验方法。
3. 电磁感应在生活中有哪些应用？请结合实际例子进行说明。
六、教室总结1. 回顾本节课的进修内容，掌握电磁感应的基本观点和原理。
2. 总结电磁感应的实验条件和实验方法。
3. 思考电磁感应在生活中的应用，如何更好地利用电磁感应原理解决实际问题。
七、作业安置1. 完成教室练习中的题目。
2. 思考电磁感应在生活中的应用，写一篇短文介绍其中一种应用并加以分析。
以上就是本节课《电磁感应》的导学案，希望同砚们通过进修能更好地理解和掌握电磁感应的基本观点和原理，以及在生活中的应用。
祝大家进修顺利！。
人教版选修3-2导学案设计 4.5电磁感应现象的两类情况(无答案)
课题：电磁感应现象的两类情况主备人：课型：时间：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、难点：判断感生、动生电动势的方向，计算它的大小。
学习过程及内容躬身自省活动方案:活动一：电磁感应现象中的感生电场如图：一个200匝、面积为20cm2在圆形线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T。
在此过程中:问题1：磁场变强会使线圈中产生什么方向的感应电流？问题2：电流是电荷的定向移动产生的，为什么自由电荷会发生移动的？总结：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扩展：感生电场方向的判断：例题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（）磁场变强A．磁场变化时，会在在空间中激发一种感生电场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．以上说法都不对活动二：电磁感应现象中的洛伦兹力。
如图所示：有导线CD长0.15m，在磁感应强度为0.8T的匀强磁场中，以3m/S的速度做切割磁感线运动，导线垂直磁感线，运动方向跟磁感线及直导线均垂直.思考下列问题：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?总结：导线两端存在感应电动势，在这种情况下，非静电力与有关。
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.。
高二物理《电磁感应现象的两类情况》导学案
高二物理第四章《电磁感应》第五节《电磁感应现象的两类情况》导学案编辑人：刘莲凤审核人：马英杰2011.1.9【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、闭合回路面积不变，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势与什么因素有关，表达式是什么？3、磁场不变，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）、电磁感应现象中的感生电场与感生电动势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，而感生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。
E2、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（或感应电动势方向）判断：定律。
例题1、在空间出现如图所示的闭合感生电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是（）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3、感生电动势的本质变化的磁场在闭合导体所在的空间产生感生电场，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。
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》 导学案
《电磁感应现象》导学案一、学习目标1、知道电磁感应现象，理解产生感应电流的条件。
2、了解法拉第电磁感应定律，会计算感应电动势的大小。
3、知道楞次定律，会用楞次定律判断感应电流的方向。
二、知识要点（一）电磁感应现象1、电磁感应现象的发现1831 年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，为电磁学的发展奠定了基础。
2、电磁感应现象的定义当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就会产生感应电流，这种现象称为电磁感应现象。
（二）产生感应电流的条件1、闭合回路导体回路必须是闭合的，否则即使磁通量发生变化，也不会产生感应电流。
2、磁通量变化磁通量的变化可以是磁场强弱的变化、磁场方向的变化、闭合回路在磁场中面积的变化或者闭合回路与磁场方向夹角的变化等。
（三）法拉第电磁感应定律1、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
2、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
即\（E ＝ n\frac{＼Delta\Phi}｛＼Delta t}＼），其中\（n\）为线圈的匝数。
（四）楞次定律1、楞次定律的内容感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2、对楞次定律的理解（1）阻碍磁通量的变化，而不是阻止。
（2）阻碍的是磁通量的变化，而不是磁通量本身。
（五）右手定则1、右手定则的内容伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2、右手定则的适用范围右手定则适用于导体切割磁感线产生感应电流的情况。
三、学习过程（一）实验探究实验一：探究导体棒在磁场中运动产生感应电流的条件实验器材：蹄形磁铁、导体棒、灵敏电流计、导线实验步骤：1、使导体棒与磁场方向平行，观察灵敏电流计的指针是否偏转。
2、使导体棒在磁场中上下运动，观察灵敏电流计的指针是否偏转。
4.5 电磁感应现象的两类情导学案
4.5电磁感应现象的两类情况一课前预习案【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【重点难点】重点：动生电动势和感生电动势难点：动生电动势的计算感生电动势的计算【自主预习】1、感生电场：英国科学家麦克斯韦认为：磁场变化时会在空间激发一种________，如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在这种电场作用下做定向运动，形成________，这种由变化磁场而产生的电场叫做________。
2、感生电动势：①概念：由感生电场而产生的电动势叫做________；做功的非静电力跟_______有关。
②计算公式：E=________。
3、动生电动势：是由随棒运动的自由电荷受到________作用的缘故。
做功的非静电力跟_______有关。
①动生电动势的大小：E=________。
②________做的功等于闭合电路中产生的电能。
4、静电场与感生电场区别？________________________________________________________________ ______________________________________________________________二 课中探究案【自主学习】下面通过例题看一下这方面的应用。
例题：当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？a 被加速的电子带什么电？b 电子逆时针运动，等效电流方向如何？c 加速电场的方向如何？d 使电子加速的电场是什么电场？e 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？如果电流的方向与图示方向相反，为使电子加速，电流又该怎样变化？【合作探究】1．课本P 20思考与讨论2.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。
【精讲点拨】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 ．以上说法都不对磁场变强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____________【巩固检测】1．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．增加 C．减少 D．以上情况都可能2．穿过一个电阻为l Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则（）A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V B．线圈中的感应电动势一定是2 VC．线圈中的感应电流一定是每秒减少2 A D．线圈中的感应电流一定是2 A3．在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，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向右三课后提升案1有一铜块，重量为G，密度为D，电阻率为ρ，把它拉制成截面半径为r的长导线，再用它做成一半径为R的圆形回路(R＞＞r)．现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场，磁感强度B的大小变化均匀，则（）(A)感应电流大小与导线粗细成正比(B)感应电流大小与回路半径R成正比(C)感应电流大小与回路半径R的平方成正比(D)感应电流大小和R、r都无关2如图所示。
《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。
电磁感应现象导学案
《电磁感应现象》导学案【知识梳理】1、1820年，丹麦物理学家，通过实验发现：把一段直导线平等地放在小磁针上方，当导线中有电流通过时，小磁针就会发生偏转。
这个实验说明了。
2、磁通：匀强磁场方向与平面垂直时，磁感应强度与面积的乘积叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通（或者穿过平面的磁感线的条数称为磁通）。
公式。
3、改变磁通量的方法有哪几种？【实验探究】实验一：电流表指针是否偏转有无电流穿过平面的磁通量是否变化磁场不动导体切割磁感线向右运动导体切割磁感线向左运动导体在磁场中静止不动导体沿磁感线方向向上运动导体沿磁感线方向向下运动结论现象实验内容实验二：电流表指针是否偏转有无电流穿过平面的磁通量是否变化磁铁插入磁铁静止不动磁铁拔出结论实验三：电流表指针是否偏转有无电流穿过B的磁通量是否变化闭合开关瞬间闭合开关以后闭合开关以后改变滑动变阻器阻值（往左）闭合开关以后改变滑动变阻器阻值（往右）断开开关瞬间闭合开关以后结论现象实验内容现象实验内容【综合分析】1.实验结论：2.电磁感应现象：3.产生感应电流的条件：（1）（2）【巩固练习】（A）1、不论用什么方法，只要穿过闭合导体回路的，发生，闭合电路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做，产生的电流叫做电流。
（A）2、一块条形磁体在闭合线圈内不动，这时通过线圈的磁通量零（填入“等于”或“不等于”），但磁通量变化，闭合线圈内感应电流。
（填入“有”或“没有”）（B）3、关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是：（）A、闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流。
B、闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中就一定会有感应电流。
C、穿过闭合电路的磁通量为零时，闭合电路中一定不会产生感应电流。
D、无论采用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就一定会有感应电流。
（B）4、如图所示，匀强磁场中有一个矩形闭合线圈，保持线圈平面始终与磁感线垂直。
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。
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高二物理选修3-2第四章电磁感应成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累积而成。
黄州西湖中学物理学科导学案活页年级高二班级班学号姓名
楞次定律
感应磁场的方向
楞次定律
阅读课本例题，回答下列问题：
①真空室内的磁场由谁提供？当电磁铁的电流恒定时，真空室
2．如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置间距为L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
学习小结
当堂检测
1．如图所示，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。
2．一个面积S=4×10-2 m2、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/s
B.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0.08 V
D.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
3．某空间出现了右图所示的一组电场线（表明感应电场的方向），这可能是（）
A、沿AB方向磁场在迅速减弱
B、沿AB方向磁场在迅速增加
C、沿BA方向磁场在迅速增加
D、沿BA方向磁场在迅速减弱
4．如图所示，固定的水平长直导线中通有电
流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，线框由静止释放，在下落过程中( )
向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=
，线圈电阻R2=4 Ω，求：
4．下图所示，两平行金属导轨之间的距离为L＝0.6 m，两导轨所在平面与水平面之间的夹角为θ＝37°，电阻R的阻值为1Ω（其余电阻不计），一质量为m＝0.1 kg的导体棒横放在导轨上，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度为B＝0.5 T，方向垂直导轨平面斜向上，已知导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为μ＝0.3，今由静止释放导体棒，导体棒沿导轨下滑s＝3m，开始做匀速直线运动。
已知: sin37°=0.6,cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，求：（1）导体棒匀速运动的速度；
（2）导体棒下滑s的过程中产生的电能。
5．均匀导线制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.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示.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．。