江苏省南通中学高中物理选修32学案(无答案)：45电磁感应现象的两类情况.docx

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1、§4.5电磁感应定律的两类情况【学习目标】1．知道感生电动势和动生电动势2．理解感生电动势和动生电动势的产生机理及其区别与联系。【重点难点】1.重点：感生电动势与动生电动势的概念。2.难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。【学习过程】一、感生电场与感生电动势1．感生电场（1）产生机理一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，闭合电路内将会产生感应电动势。电路中电动势的作用就是某种非静电力对自由电荷的作用，从而使自由电荷定向运动，形成电流。那么感应电动势的这种作用是谁扮演了非静电力的角色呢？英国物理学家麦克斯韦认

2、为，_______时会在空AB间激发一种电场。如图A、B所示，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，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势。在这种情况下，_________充当了非静电力的角色。（2）概念：由于磁场的变化而激发的感应电场叫感生电场。（3）感生电场又称涡旋电场。它是由变化的磁场激发，而不是由电荷激发，描述涡旋电场的电场线是闭合曲线。2．感生电动势（1）概念：感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力，由________产生的电动势叫做感生电动势。也就是说，由于磁场的

3、变化而激发了感生电场，产生的感应电动势叫感生电动势。（2）计算公式：EnBs。感生电动势的大小遵循法拉第电磁感应定律。t3.特点（1）感生电动势在电路中的作用就是电源，其电路就是内电路，当它与外电路连接后就会对外电路供电.（2）感生电场是产生感生电流或感生电动势的原因。（3）感生电场的方向的判定：同样可根据楞次定律与安培定则来确定。感生电动势的方向与感生电场的方向和感生电流的方向都相同。（4）感生电场做功是把其它形式的能转化为电能。二、洛伦兹力与动生电动势1．产生机理导体棒在匀强磁场中做切割磁感线运动也会产生感应电动势

4、。这种情况下磁场没有变化，空间没有感生电场，所以产生感应电动势的机理与感生电动势不同。如图所示的金属导体棒CD以速度v切割磁感线时，导体棒内的自由电子也以速度v随棒一起运动，根据左手定则，自由电子所受的洛伦兹力方向向着D端，所以D端就有负电荷积累，由于棒是电中性的，所以C端就有正电荷积累，如果把CD两端用导线连接，就会形成从C经导线流向D的电流。当两端的正负电荷在导体内部产生的电场作用于自由电子的电场力与自由电子受到的洛仑兹力相等第1页时，电子就不再运动而达到平衡。如果用导线将两端连起来，就产生了电流，运动的导线就是电

5、源，可见C相当于是电源的正极，D相当于是电源的负极。这一结果与用右手定则判断的结果完全一致。洛仑兹力就是不断的把自由电子从电源的正极拉到负极，使电路里产生稳定持续的电流。2.本质：导体在做切割磁感线运动中，导体本身相当于一个_______，_________充当了非静电力，从而使自由电荷发生定向运动形成感应电动势，即产生了动生电动势。3.动生电动势（1）概念：在磁场中由于导体的_______而产生的感应电动势叫动生电动势。（2）动生电动势的求解方法：一是利用公式E=BLv来直接计算；二是设法构成一种合理的闭合回路以便于

6、应用“法拉第电磁感应定律”求解。（3）动生电动势方向的判定由右手定则判断：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在同一平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿人手心，大拇指指向导体运动的方向，则其余四指所指的方向就是导体中的__________方向．（4）动生电动势实质上是由于导体作宏观机械运动而使自由电子受到洛仑兹力作用，进而发生定向运动产生电势差。因此，只有导体有宏观机械运动，才可能产生动生电动势。其非静电力是洛伦兹力。三、感生电动势与动生电动势的比较感生电动势动生电动势含义由于磁场发生变化而在回表示长为

7、l的导体（无论闭合与否）做切路中产生的感应电动势割磁感线运动时产生的感应电动势大小EnBsE=BLvt非静电力感生电场力洛仑兹力方向只能用楞次定律判别可以用右手定则，也可用楞次定律判别例1．如图所示的是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电的绝缘小球放在槽中，它的初速为v0，磁感应强度的大小随时间均匀增大。已知均匀变化的磁场将产生恒定的感应电场。则（）A．小球受到的向心力大小不变B．小球受到的向心力大小不断增大C．磁场力对小球做了功D．小球受到的磁场力大小与时间成正比

8、例2如图所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=1.50m，接有电阻R=0.20Ω，设匀强磁场和框架平面垂直，磁感应强度B=0.40T，方向如图。今有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab电阻均不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：（1）导体ab上的感应电动势的大小及a、b端电势的高低。