物理 第四章 電磁感應 第5講 電磁感應現(xiàn)象的兩類情況 新人教版選修3-2

《物理 第四章 電磁感應 第5講 電磁感應現(xiàn)象的兩類情況 新人教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物理 第四章 電磁感應 第5講 電磁感應現(xiàn)象的兩類情況 新人教版選修3-2（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第四章電磁感應第5講電磁感應現(xiàn)象的兩類情況知識內(nèi)容電磁感應現(xiàn)象的兩類情況考試要求必考加試b課時要求1.初步了解感生電場和感生電動勢.2.初步了解動生電動勢和電磁感應中洛倫茲力的作用.3.知道感生電動勢與動生電動勢是感應電動勢的兩種不同的類型.4.會求解與電路分析、電路計算結(jié)合的簡單電磁感應問題.內(nèi)容索引知識探究題型探究達標檢測知識探究1(1)感生電場的方向與感應電流的方向有什么關系？如何判斷感生電場的方向？一、電磁感應現(xiàn)象中的感生電場一、電磁感應現(xiàn)象中的感生電場導學探究導學探究如圖1所示，B增強，那么就會在空間激發(fā)一個感生電場E.如果E處空間存在閉合導體，導體中的自由電荷就會在電場力的作用下定

2、向移動，而產(chǎn)生感應電流.答案圖1感應電流的方向與正電荷移動的方向相同.感生電場的方向與正電荷受力的方向相同，因此，感生電場的方向與感應電流的方向相同，感生電場的方向可以用楞次定律判定.(2)上述情況下，哪種作用扮演了非靜電力的角色？感生電場對自由電荷的作用.答案圖1知識梳理知識梳理1.感生電動勢：感生電動勢：由 產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢.2.感生電動勢大小：感生電動勢大?。?3.方向：方向：感應電流的方向與感生電場的方向相同，由 和_判定.感生電場楞次定律右手螺旋定則判斷下列說法的正誤.(1)感生電場線是閉合的.()(2)只要磁場變化，即使沒有電路，在空間也將產(chǎn)生感生電場.()(3)處于變化磁

3、場中的導體，其內(nèi)部自由電荷定向移動，是由于受到感生電場的作用.()即學即用即學即用導體中自由電荷(正電荷)具有水平方向的速度，由左手定則可判斷自由電荷受到沿棒向上的洛倫茲力作用.(1)自由電荷會隨著導體棒運動，并因此受到洛倫茲力.導體棒中的自由電荷受到的洛倫茲力方向如何？(為了方便，可以認為導體中的自由電荷是正電荷).二、電磁感應現(xiàn)象中的洛倫茲力二、電磁感應現(xiàn)象中的洛倫茲力導學探究導學探究如圖2所示，導體棒CD在勻強磁場中運動.圖2 答案自由電荷不會一直運動下去.因為C、D兩端聚集的電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強，當電場力等于洛倫茲力時，自由電荷不再定向運動.(2)若導體棒一直運動

4、下去，自由電荷是否總會沿著導體棒一直運動下去？為什么？答案C端電勢較高，導體棒中電流是由D指向C的.(3)導體棒哪端電勢比較高？如果用導線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上，導體棒中電流是沿什么方向的？答案圖21.動生電動勢：動生電動勢：由于 產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢.2.動生電動勢大?。簞由妱觿荽笮。?B的方向與v的方向垂直).3.方向判斷：方向判斷：定則.導體運動知識梳理知識梳理右手EBlv判斷下列說法的正誤.(1)導體內(nèi)自由電荷受洛倫茲力作用是產(chǎn)生動生電動勢的原因.()(2)導體切割磁感線運動時，導體內(nèi)的自由電荷受到的洛倫茲力方向沿導體棒的方向.()(3)只要導體在磁場中運動，導體兩

5、端就會產(chǎn)生動生電動勢.()即學即用即學即用2題型探究一、對感生電場的理解1.變化的磁場周圍產(chǎn)生感生電場，與閉合電路是否存在無關.如果在變化磁場中放一個閉合電路，自由電荷在感生電場的作用下發(fā)生定向移動.2.感生電場可用電場線形象描述.感生電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的；而靜電場的電場線不閉合.例例1(多選)某空間出現(xiàn)了如圖3所示的一組閉合的電場線，這可能是A.沿AB方向磁場在迅速減弱B.沿AB方向磁場在迅速增強C.沿BA方向磁場在迅速增強D.沿BA方向磁場在迅速減弱圖3 答案技巧點撥技巧點撥閉合回路閉合回路(可假定其存在可假定其存在)的感應電流方向就表示感生電場的方向的感應電流方向就表示感生

6、電場的方向.判斷思判斷思路如下：路如下：二、動生電動勢的理解與應用例例2(多選)如圖4所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應強度為B的勻強磁場.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直.從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是圖4A.感應電流方向不變B.CD段直導線始終不受安培力C.感應電動勢最大值EmBavD.感應電動勢平均值 答案解析在閉合回路進入磁場的過程中，通過閉合回路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向為逆時針方向不變，A正確.根據(jù)左手定則可判斷，CD段受安培力向下，B不正確.當半圓形閉合回路進入

7、磁場一半時，這時有效切割長度最大為a，所以感應電動勢最大值EmBav，C正確.EBlv區(qū)別研究對象整個閉合回路回路中做切割磁感線運動的那部分導體適用范圍各種電磁感應現(xiàn)象只適用于導體切割磁感線運動的情況計算結(jié)果t內(nèi)的平均感應電動勢某一時刻的瞬時感應電動勢聯(lián)系EBlv是由在一定條件下推導出來的，該公式可看作法拉第電磁感應定律的一個推論例例3如圖5所示，導軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導體AB可在導軌上無摩擦滑動，若AB以5 m/s的速度從O點開始沿導軌勻速右滑，導體與導軌都足夠長，磁場的磁感應強度為0.2 T.問：圖5 答案(1)3 s末夾在導軌間的導體長度是多少？此時導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢多大

8、？解析夾在導軌間的部分導體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢才是電路中的感應電動勢.(2)3 s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過程中的平均感應電動勢為多少？答案解析3 s內(nèi)回路中磁通量的變化量3 s內(nèi)電路產(chǎn)生的平均感應電動勢為：圖5例例4長為l的金屬棒ab以a點為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度做勻速轉(zhuǎn)動，如圖6所示，磁感應強度為B.求：圖6 答案(1)ab棒的平均速率；解析四、導體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算ab棒的平均速率(2)ab兩端的電勢差；答案解析(3)經(jīng)時間t金屬棒ab所掃過面積中磁通量為多少？此過程中平均感應電動勢多大？答案解析圖6經(jīng)時間t金屬棒ab所掃過的扇形面積為S，則：總結(jié)提

9、升總結(jié)提升導體轉(zhuǎn)動切割磁感線：導體轉(zhuǎn)動切割磁感線：當導體棒在垂直于磁場的平面內(nèi)，其一端固定，以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應電動勢為 ，如圖7所示.若圓盤在磁場中以繞圓心勻速轉(zhuǎn)動時，(如圖8所示)相當于無數(shù)根“輻條”轉(zhuǎn)動切割，它們之間相當于電源的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，圓盤上的感應電動勢仍為圖7圖8達標檢測3A.E1E2，a端為正B.E1E2，b端為正C.E1E2，a端為正D.E1E2，b端為正1.(2016海寧二中)如圖9所示，兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導線并與直流電源連接，在縫隙中形成一勻強磁場.一銅質(zhì)細直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅

10、質(zhì)細直棒從靜止開始自由下落，銅質(zhì)細直棒下落距離為0.2R時銅質(zhì)細直棒中電動勢大小為E1，下落距離為0.8R時電動勢大小為E2，忽略渦流損耗和邊緣效應.關于E1、E2的大小和銅質(zhì)細直棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是 答案解析1234圖9通電導線在縫隙中產(chǎn)生的磁場方向向左，所以銅質(zhì)細直棒下落時由右手定則可判斷得b端為正，選項A、C錯誤；根據(jù)EBLv可知，下落0.8R時電動勢較大，即E1E2，選項B錯誤，選項D正確.12342.如圖10，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂

11、直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流.現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化.為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率 的大小應為1234 答案解析圖101234當線框繞過圓心O的轉(zhuǎn)動軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，由于面積的變化產(chǎn)生感應電動勢，從而產(chǎn)生感應電流.設半圓的半徑為r，導線框的電阻為R，當線框不動，磁感應強度變化時，A.電路中的感應電流大小不變B.電路中的感應電動勢大小不變C.電路中的感應電動勢逐漸增大D.電路中的感應電流逐漸減小3.(多選)如圖11所示，三角形金屬導軌EOF上放有一金屬桿AB，在外力作用下，使AB保持與OF垂直

12、，從O點開始以速度v勻速右移，該導軌與金屬桿均為粗細相同的同種金屬制成，則下列判斷正確的是1234圖11 答案解析1234設金屬桿從O開始運動到如題圖所示位置所經(jīng)歷的時間為t，EOF，則金屬桿切割磁感線的有效長度，故EBLvBvvttan Bv2tan t，即電路中電動勢與時間成正比，C選項正確；4.如圖12所示，導軌是水平的，間距L10.5 m，ab桿與導軌左端的距離L20.8 m，由導軌與ab桿所構(gòu)成的回路的總電阻R0.2，垂直導軌的方向有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B0 1 T，重物的質(zhì)量M0.04 kg，用細繩通過定滑輪與ab桿的中點相連，各處的摩擦均可忽略不計.現(xiàn)使磁場以 0.2 T/s的變化率均勻地增大，試求當t為多少時，M剛好離開地面？(取g10 m/s2)圖121234 答案解析5 s1234重物剛好離開地面時F安Mg聯(lián)立上述四個方程解得：t5 s.