2015-2016学年人教版选修3-2电磁感应现象的两类情况教案(1)

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1、第五节感生电动势和动生电动势教学目标:(-)知识与技能1.知道感牛电场。2.知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。(-)过程与方法通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。(三)情感、态度与价值观学牛通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。教学方法：讨论法，讲练结合法教学手段：多媒体课件教学活动:引入：什么是电源？什么是电动势？电源是通过非静电力做功把其他

2、形式能转化为电能的装置。如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么W与g的比值出，叫做电源的qw电动势。用E表示电动势，贝I」：E=—q在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来研究这个问题。新课教学：一、感生电场与感生电动势图4,1磁坊变化时产生了密应电逊如电力？提出问题：如图所示，一个闭合回路静止于磁场中，由于穿过闭合回路的磁场增强，闭合回路内产牛了感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色?分析：19世纪60年代，

3、英国物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场在周围的空间会激发电场，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。这种电场对自由电荷有力的作用，使自由电荷运动起來，形成了电流，或者说产生了电动势。可见，所谓的非静电力实质上是感生电场对自由电荷的作用力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。1•感生电场：由磁场的变化而激发的电场（涡旋电场，不同于静电场,它的电场线是闭合的曲线）称为感生电场。2•感生电动势：由感生电场产生的感应电动势，称为感生电动势。3•感生电动势的

4、方向：感生电动势的方向就是感应电流的方向，可根据楞次定律和右手螺旋定则来判断，感生电动势中的非静电力是感生电场对自由电荷的作用力。问题探究：现代科学研究屮常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感牛电场使电子加速的设备。它的基木原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生感生电场使电子加速。上图为俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈的电流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

5、速?分析与解答:电子带负电，它在电场屮受力的方向与电场方向相反。本题中电子沿逆时针方向运动，所以为使电子加速，产牛的电场必须沿顺时针方向。在图屮，磁场方向由下向上。根据楞次定律，为使真空室中产生顺时针方向的感生电场，磁场应该由弱变强。也就是,为使电子加速，电磁铁中的电流应该由小变大。情景设置：如图，导体棒CD在均匀的磁场屮运动。思考一：自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体棒中的自由电荷相对于纸面的运动犬致沿什么方向？为了方便，可以认为导体棒中的电荷是正电荷。XXXXIXXXXXXXX亠

6、XXXX1«4.5-3做切割磁螺蚁运动的将体檸思考二：导体棒一直运动下去，自由屯荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？思考三：导体棒哪端的电势比较高？思考四：如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中的电流是沿什么方向的？说明：以上讨论不必考虑自由电荷的杂乱无章的热运动。分析与讨论：思考一：导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。思考二：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棒间产牛的电场越来越强

7、，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。思考三：C端电势高。思考四：导体棒中电流是由D指向C的。通过上面的分析可以看到：一段导体在做切割磁感线运动时相当于一个电源，这时的非静电力与洛伦兹力有关。二、动生电动势1・什么是动生电动势：由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。2•动生电动势中的非静电力：自由电荷随导体棒运动而受到洛伦兹力作用，非静电力与洛伦兹力有关。如图所示，导体棒运动过程屮产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。3•动生电动势中的功能关系：分析：导体棒屮的电流受到安培力作用，安

8、培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。闭合电路中，导体棒做切割磁感线运动时，克服安培力做功，其他形式的能转化为电能。【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，而使电路屮产生了感应电动势，下列说法屮正确的是（AC）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【例题2】如图所示，导体在做切割磁感线运动时，将产生