电磁感应现象中的两种情况

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1、沂水四中2011-2012学年度第二学期高二、物理*选修3-2*讲案编写：审核：周次上课时间2012-2-16课型新授课课题第五节、电磁感应现象中的两类情况学习目标1.了解感生电动势和动生电动势的概念及产生原因.2.理解感生电动势与动生电动势的区别.3.能够运用感生电动势和动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的公式进行分析和计算学习难点感生电动势与动生电动势的区别·教学过程自主预习1．电路中电动势的作用实际上是________对自由电荷的作用，电池中电解液与两极板的________使两极板分别带了正负电荷，这种______就是我们所说的“________”．

2、2．________国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种________如果此空间存在________，则产生感应电流，或者说导体中产生了________．在这种情况下，所谓的“非静电力”就是这种________对自由电荷的作用．3．导体棒在匀强磁场中运动也会产生________，这种情况下，______没有变化，空间没有________，产生感应电动势的非静电力与________有关．这种感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫做“________”．※问题探究一、感生电动势一、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：变化的磁场能在周围

3、空间激发电场，我们把这种电场叫做感生电场.如图4-88所示，当磁场变化时，产生的感生电场的电场线是与磁场方向垂直的曲线，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的作用下做定向运动，形成电流，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这种感生电场对自由电荷的作用.二、感生电动势感生电场使导体中产生的电动势叫感生电动势.感生电动势在电路中的作用相当于电源，其电路是内电路，当它与外电路连接后就能对外电路供电.三、感生电动势的产生机理感生电动势的产生与导体的性质及种类完全无关，仅仅是由于磁场的变化引起的.在变化的磁场中放一个闭合导体回路，在这个闭合回路里会

4、产生感生电流，是因为变化的磁场产生了一个电场，这个电场驱使导体中的自由电荷做定向移动.麦克斯韦还把这种用场来描述电磁感应现象的观点推广到不存在闭合导体回路的情况中，他认为，在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合导体回路是否存在无关.6第页因此，在线圈中产生感生电动势的过程是：先有磁场的变化，同时在磁场周围空间里产生电场，电场进而使导体中的自由电荷发生定向移动，形成电荷的积累，在导体两端产生电势差，即感生电动势.四、感生电流和感生电动势的方向1、感生电流的方向可以利用楞次定律和右手螺旋定则来判断.2、感生电动势的方向也可以利用楞次定律和右手螺旋定则来判断.【典例1】某空

5、间出现了如图4-89所示的一组闭合的电场线，这可能是A.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E，方向的磁场在迅速增强D.沿EA方向的磁场在迅速减弱变式1：在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带电小球质量为m，电荷量为q，在槽内沿顺时针作匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则A．小球速度变大　　B．小球速度变小C．小球速度不变D．以上三种情况都有可能※问题探究二、动生电动势导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生动生电动势，它是由于导体中自由电子受洛伦兹力作用而引起的.如图4-90所示，-一根长为1，的导体棒在匀强磁场中以速度v

6、在纸面内运动，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向里.当导体棒以速度v运动时，导体棒内部的自由电子也具有这一速度v，因此将受到洛伦兹力的作用，方向由a指向b，于是自由电子将向b端运动，b端便出现负电荷积累，而a端将出现正电荷积累，在a，b端之间形成了一电势差U，即表现在宏观上的电动势E.不过，这种正、负电荷的分离过程不可能无休止地进行.因为只要a，b两端分别出现正、负电荷，便形成电场，同样也要对自由电子产生电场力的作用：(E为a,b，间的电场强度)，方向与洛伦兹力f1相反，由b指向a,从而阻碍正、负电荷的继续分离.当a、b两端的正、负电荷积累到--定程度后，自由电子受到的洛伦兹力

7、与电场力恰好相等，即，即.这时便达到一种动态平衡，ab间的电场成为一种稳恒电场，，则即【典例2】据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得了部分成功．航天飞机在地球赤道上空离地面约3000km处由东向西飞行，相对地面速度大约6.5×103m/s，从航天飞机上向地心发射一颗卫星，携带一根长20km，电阻为800Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动．假定这一范围内的地磁场是均匀的．磁感应强度为4×