2015-2016学年人教版选修3-2电磁感应现象的两类情况学案(1)

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1、学案5电磁感应现象的两类情况［目标定位］1.了解感牛电场，知道感牛电动势产生的原因.会判断感牛电动势的方向，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.3.知道公式E=粽与E=Blv的区别和联系，能够应用两个公式求解感应电动势.基础自学落实贡点互动探究知识•探究—、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.(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系

2、？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)感牛电场对自由电荷的作用.［要点提炼］1.感生电场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.2.感生电动势(1)定义：由感牛电场产牛的感应电动势称为感牛电动势.(1)大小：E=尽.(2)方向判断：楞次定律和右乎螺旋定则.二、电磁感应现

3、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.XXXXXXXXCxxxxIXXXXD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何.(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

4、，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，空间就不存在感生屯场,白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=Blv(B的方向与。的方向垂直).3.方向判断：右手定则.三、和E=B

5、lv的选用技巧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="晋，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=Blo,叫动生电动势.1.〃等适用于任何情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吋的具体表达式.（1）当o为平均速度时，E为平均感应电动势.（2）当。为瞬时速度时，E为瞬时感应电动势.3.当同吋存在感生电动势与动生电动势吋，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

6、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/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CU两端产生的感应电动势.答案方法一：利用公式E=^设导体棒长为/,绕0点转动角速度为co,则在f时间内，其扫过的扇形面积S=如〃2则由公式得E=^^=^BcoP方法二：利用公式E=Blv如图所示，0点速度g（）=0,力点速度vA=a）l则由公式E=Blv,其中。取平均速度，得119E=Bi-j（ol=^Ba）r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

7、的电场线，这可能是（）A.沿方向磁场在迅速减弱B.沿方向磁场在迅速增强C.沿乩4方向磁场在迅速增强D.沿BA方向磁场在迅速减弱A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21在北半球上，地磁场竖直分量向下

8、.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变.由于地磁场的作用，金展机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的屯势为0],右方机翼末端处电势为02，贝9()若飞机从西往东飞，A.B.若飞机从东往西飞,C.若飞机从南往北飞,D.若