45电磁感应现象的两类情况学案（人教版选修3-2）

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1、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，知道感生电动第产生的原因.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罟与E=Blu的区别和联系，能够应用两个公式求解感应电动势.温故追本溯源推陈方可知新知识•储备区—、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,昱佐中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，

2、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白由电荷的作用.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曲遠丈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涯，这时的非静电力与洛伦兹力有关.基础自学落实賣点互动探究学习•探究区—、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3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.E(1)感生电场的方向与感应电

3、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牛电动势.大小:E=粽.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.CXX”XXXXXX/亠XXXXXX［］XXD图2(1)自由电荷会随着

4、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

5、由电荷不再定向运动.(3)C端电势较高，导体棒小电流是由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渔伦弦力，这种情况下产生的电动毎称为动牛电动势.这吋的非静电力与洛伦兹力有关.2.大小：E=Blv(B的方向与o的方向垂直).3.方向判断：右于•宦则.三、E=r^和的选用技巧［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"詈，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=Blv，叫动生

6、电动势.1.£=抵、追用于任何悄况下壬均感应电动势的求法，当"一0时，E为瞬时值.2.E=Blv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。为平均速度时，E为平均感应电动势.(2)当e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,方向相反时担迦二(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I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e在垂直于磁场的平面内匀速转动，求0/两端产生的感应电动势.

7、答案方法一：利用公式E=n^设导体棒长为/，绕0点转动角速度为⑵，则在/时间内，其扫过的扇形面积S=^(otl2则由公式得£=罕詁购2方法二：利用公式E=Blv如图所示，O点速度％=0,力点速度vA=a)l则由公式E=Blv,其中e取平均速度，得117E=Bl^col=^Bcoi典例精析一、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.沿方向磁场在迅速减弱A.沿方向磁场在迅速增强A.沿3/方向磁场在迅速增强B.沿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

8、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