高中物理 4.5《电磁感应定律的应用》导学案 新人教版选修3

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1、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

2、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。BE1、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

3、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（）BAA．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

4、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。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。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

5、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F’F洛DCDCB（2）大小：E=（B的方向与v的方向）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力的作用而引起的。如图所示，一条直导线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洛=F的方向，在力F的作用下，自由电

6、子沿导体向运动，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的电势下端C的电势，出现由指向的静电场，此电场对电子的静电力F’的方向向，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端的电势比C端的电势高，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，如图所示，电荷的流动使CD两端积累的电荷不断减少，洛

7、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=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

8、电动势比较动生电动势感生电动势特点原因非静电力的来源方向【典例分析】课本第19页“例题”【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