电磁感应现象的两类情况教案

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1、学案5电磁感应现象的两类情况［学习冃标定位］1.了解感牛电场，知道感牛电动势产牛的原因.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.会判断动生电动势的方向，并会计算它A0的大小.3.知道公式E=rr^与E=Blv的区别和联系，能够应用两个公式求解感应电动势.知识•储备区一、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-•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,导体屮的自由电荷就会在感牛电场的作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导

2、休中产生了感应电动势.在这种情况F,所谓的非静电力就是感牛电场对自rh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，导体内的口由电荷在洛伦兹力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也邈，这时的非静电力与洛伦兹力冇关.学习•探究区一、电磁感应现象中的感生电场［问题设计］如图1所示，B増强,那么就会在〃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卜-定向移动，而产牛感应电流，或者说导体中产牛感应电动势.⑴感生电场的方向耳感应电流的方向冇什么关系？如何判断感生电场的方向？⑵上述情况下，哪

3、种作用扮演了非静电力的和色？答案（1）电流的方向与正电荷移动的方向相同•感纶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.⑵感生电场对门出电荷的作用.［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生电动势.大小: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］x/XX如图2所示，导体棒CD在均匀磁场中运动.XXU.XXXX导体中自由电荷相对纸面的运动在空间大致(1)自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力.沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷

4、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？⑶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⑴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1‘1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)自由电荷不会一宜运动下去.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It!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，如杲磁场不变

5、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洛伦劭，这种情况下产生的电动势称为动牛电动势.这时的非静电力与洛伦兹力有关.2.大小:E=Blv［B的方向与e的方向垂直).3.方向判断：右手定则.三、E="晋和E=B!o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£=吋，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，叫动生电动势.1.E=n^'&用于任何情况下迪感应电动势的求法，当&->0时，E为瞬时值.2.E=Blv是法拉第电磁感应主律在导体切割磁感线时

6、的只体表达式.(1)当0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L(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/的导体棒在磁感应强度为3的匀强磁场中绕其一端以角速度血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.答案方法一：利用公式£=罟设导体棒长为/,绕。点转动角速度为e,则在,时间内，其扫过的扇形而积S=^cotl2则由公式得EB'SU.7—=2Bco1方

7、法二：利用公式E=Blv如图所示,0点速度％=0,力点速度vA=(ol则由公式E=Blu,其中。収平均速度，得E=B/^ojI=^Bcd12典例精析一、对感生电场的理解m11某空间岀现了如图3所示的一组闭合的电场线，这可能是()图3A.沿MB方向磁场在迅速减弱B.沿力B方向磁场在迅速增强A.沿必方向磁场在迅速增强B.沿血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