物理 第四章 電磁感應 第5課時 電磁感應現(xiàn)象的兩類情況 新人教版選修32

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1、第第5課時電磁感應現(xiàn)象的兩類情況課時電磁感應現(xiàn)象的兩類情況研究選考研究選考把握考情把握考情知識內容知識內容電磁感應現(xiàn)象的兩類情況電磁感應現(xiàn)象的兩類情況考試要求考試要求加試加試b教學要求教學要求1.初步了解感生電場和感生電動勢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的洛倫茲力的作用初步了解動生電動勢和電磁感應中的洛倫茲力的作用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.會用楞次定律判斷感生電場的方向，用左手定則判斷洛倫茲力的方向會用楞次定律判斷感生電場的方向，用左手定則判斷洛倫茲力的方向5.會求解與電路

2、分析、電路計算結合的簡單電磁感應問題會求解與電路分析、電路計算結合的簡單電磁感應問題說明說明1.在電磁感應現(xiàn)象中，不要求判斷電路中各點電勢的高低在電磁感應現(xiàn)象中，不要求判斷電路中各點電勢的高低2.不要求計算既有感生電動勢，又有動生電動勢的電磁感應問題不要求計算既有感生電動勢，又有動生電動勢的電磁感應問題知識點一電磁感應現(xiàn)象中的感生電場知識點一電磁感應現(xiàn)象中的感生電場基基 礎礎 梳梳 理理1.感生電場感生電場磁場磁場_時時會在周圍空間激發(fā)一會在周圍空間激發(fā)一種種_ ，這種電場與靜電場不同，它不是由這種電場與靜電場不同，它不是由電荷產(chǎn)生的，我們把這種電場電荷產(chǎn)生的，我們把這種電場叫做叫做_ 。2.

3、感生電動勢感生電動勢(1)定義：由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢定義：由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢稱為稱為_ 。(2)大?。捍笮。篍 _ 。(3)方向判斷方向判斷： _和和右手螺旋定則。右手螺旋定則。變化變化電場電場感生電場感生電場感生電動勢感生電動勢楞次定律楞次定律靖宸靖宸靖宸靖宸1.對于感生電場的理解對于感生電場的理解(1)感生電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的。渦旋電場也會對電荷產(chǎn)生力的感生電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的。渦旋電場也會對電荷產(chǎn)生力的作用。作用。(2)實際問題中我們常要由磁場的方向和強弱變化的情況，根據(jù)楞次定律或安培實際問題中我們常要由磁場的方向和強弱變化的情況，根據(jù)楞次定律或

4、安培定則來確定感生電場的方向。定則來確定感生電場的方向。(3)感生電場的存在與電路是否閉合無關。感生電場的存在與電路是否閉合無關。要要 點點 精精 講講(1)電路中電源的電動勢是非靜電力對自由電荷的作用；在電池中，這種力表現(xiàn)為電路中電源的電動勢是非靜電力對自由電荷的作用；在電池中，這種力表現(xiàn)為化學作用；在感生電動勢中感生電場對電荷的靜電力，相當于電源內部的非靜電化學作用；在感生電動勢中感生電場對電荷的靜電力，相當于電源內部的非靜電力。力。(2)感生電動勢的方向與感生電場的感生電流方向一致，電路中存在感生電場產(chǎn)生感生電動勢的方向與感生電場的感生電流方向一致，電路中存在感生電場產(chǎn)生感生電動勢的導體

5、部分充當電源，其電路為內電路，當它與外電路接通后就會對感生電動勢的導體部分充當電源，其電路為內電路，當它與外電路接通后就會對外電路供電。外電路供電。2.對于感生電動勢的理解對于感生電動勢的理解【例【例1】 如圖如圖1所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內做所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內做圓周運動，當磁感應強度均勻增大時，此粒子的動能將圓周運動，當磁感應強度均勻增大時，此粒子的動能將()A.不變不變 B. .增加增加C.減少減少 D. .以上情況都可能以上情況都可能解析解析當磁感應強度均勻增大時，在紙平面方向上將產(chǎn)生逆時針環(huán)繞的電場，對當磁感應強度均勻增大時，在紙平面方向

6、上將產(chǎn)生逆時針環(huán)繞的電場，對帶正電的粒子做正功，使其動能增加。帶正電的粒子做正功，使其動能增加。答案答案B圖圖1知識點二電磁感應現(xiàn)象中的洛倫茲力知識點二電磁感應現(xiàn)象中的洛倫茲力1.成因：導體棒做切割磁感線運動時，導體棒中的自由電荷隨棒一起定向運動，并成因：導體棒做切割磁感線運動時，導體棒中的自由電荷隨棒一起定向運動，并因此受到洛倫茲力。因此受到洛倫茲力。2.動生電動勢：動生電動勢：由于由于_而而產(chǎn)生的感應電動勢。產(chǎn)生的感應電動勢。3.動生電動勢中的非靜電力：動生電動勢中的非靜電力：與與_有關有關?；?礎礎 梳梳 理理導體運動導體運動洛倫茲力洛倫茲力要要 點點 精精 講講要點要點1對動生電動勢

7、的理解對動生電動勢的理解(1)動生電動勢的產(chǎn)生動生電動勢的產(chǎn)生一段一段導體做切割磁感線運動時，導體內的自由電荷隨導體在磁場中運動，則必受洛導體做切割磁感線運動時，導體內的自由電荷隨導體在磁場中運動，則必受洛倫茲力。自由電荷在洛倫茲力作用下產(chǎn)生定向移動，這樣異種電荷分別在導體兩端倫茲力。自由電荷在洛倫茲力作用下產(chǎn)生定向移動，這樣異種電荷分別在導體兩端聚集，從而使導體兩端產(chǎn)生電勢差，這就是動生電動勢。若電路閉合，則電路中產(chǎn)聚集，從而使導體兩端產(chǎn)生電勢差，這就是動生電動勢。若電路閉合，則電路中產(chǎn)生感應電流。生感應電流。(2)動生電動勢的大小和方向動生電動勢的大小和方向大?。捍笮。篍Blv(B的方向與

8、的方向與v的方向垂直的方向垂直)。方向：根據(jù)楞次定律或右手定則確定。方向：根據(jù)楞次定律或右手定則確定?！纠纠?】 如圖如圖2所示，導體棒所示，導體棒CD放在光滑水平金屬導軌上，已知勻強磁場的磁感應強放在光滑水平金屬導軌上，已知勻強磁場的磁感應強度為度為0.4 T，方向垂直紙面向里，導體棒長度與導軌寬度恰相等，方向垂直紙面向里，導體棒長度與導軌寬度恰相等，L20 cm，導體棒，導體棒的電阻的電阻r10 ，外接電阻，外接電阻R30 。不計金屬導軌的電阻。當用水平拉力。不計金屬導軌的電阻。當用水平拉力F拉著拉著CD棒以棒以10 m/s的速度向右勻速運動時，求：的速度向右勻速運動時，求：圖圖2(1)

9、流經(jīng)流經(jīng)CD棒的電流大小及方向；棒的電流大小及方向；(2)要維持導體棒勻速運動所需的水平外力多大？要維持導體棒勻速運動所需的水平外力多大？答案答案(1)0.02 A由由D流向流向C(2)1.6103 N名師點睛名師點睛解決該問題的基本思路是：確定電源，分析電動勢是感生電動勢還是解決該問題的基本思路是：確定電源，分析電動勢是感生電動勢還是動生電動勢，選物理規(guī)律確定其大小和方向，再分析電路結構，由歐姆定律求電動生電動勢，選物理規(guī)律確定其大小和方向，再分析電路結構，由歐姆定律求電流，最后由安培力公式計算安培力的大小。流，最后由安培力公式計算安培力的大小。要點要點2感生電動勢和動生電動勢的區(qū)別感生電動

10、勢和動生電動勢的區(qū)別感生電動勢感生電動勢動生電動勢動生電動勢產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因磁場的變化磁場的變化導體做切割磁感線運動導體做切割磁感線運動移動電荷的非移動電荷的非靜電力靜電力感生電場對自由電荷感生電場對自由電荷的電場力的電場力導體中自由電荷所受洛倫茲力沿導體方向的導體中自由電荷所受洛倫茲力沿導體方向的分力分力回路中相當于回路中相當于電源的部分電源的部分處于變化磁場中的線處于變化磁場中的線圈部分圈部分做切割磁感線運動的導體做切割磁感線運動的導體方向判斷方法方向判斷方法由楞次定律判斷由楞次定律判斷通常由右手定則判斷，也可由楞次定律判斷通常由右手定則判斷，也可由楞次定律判斷大小計算方法大小計算方法由由

11、En計算計算通常由通常由EBlv計算，也可由計算，也可由En計算計算特別提醒特別提醒有些情況下，動生電動勢和感生電動勢具有相對性。例如，將條形磁有些情況下，動生電動勢和感生電動勢具有相對性。例如，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對磁鐵靜止的參考系內觀察，線圈運動，產(chǎn)生的是動生鐵插入線圈中，如果在相對磁鐵靜止的參考系內觀察，線圈運動，產(chǎn)生的是動生電動勢；如果在相對線圈靜止的參考系中觀察，線圈中磁場變化，產(chǎn)生感生電動電動勢；如果在相對線圈靜止的參考系中觀察，線圈中磁場變化，產(chǎn)生感生電動勢。勢。圖圖3答案答案5 s【例【例4】 如圖如圖4所示，半徑為所示，半徑為R的圓形導軌處在垂直于圓平面的勻強磁場中

12、，磁感應強的圓形導軌處在垂直于圓平面的勻強磁場中，磁感應強度為度為B，方向垂直于紙面向里，一根長度略大于導軌直徑的導體棒，方向垂直于紙面向里，一根長度略大于導軌直徑的導體棒MN以速率以速率v在圓在圓導軌上從左端滑到右端，電路中的定值電阻為導軌上從左端滑到右端，電路中的定值電阻為r，其余電阻不計，導體棒與圓形導軌，其余電阻不計，導體棒與圓形導軌接觸良好。求：接觸良好。求：圖圖4(1)在滑動過程中通過電阻在滑動過程中通過電阻r的電流的平均值；的電流的平均值；(2)MN從左端到右端的整個過程中，通過從左端到右端的整個過程中，通過r的電荷量；的電荷量；(3)當當MN通過圓導軌中心時，通過通過圓導軌中心

13、時，通過r的電流大小。的電流大小。1.關于電磁感應現(xiàn)象中的感生電場，下列說法正確的是關于電磁感應現(xiàn)象中的感生電場，下列說法正確的是()A.感生電場不同于靜電場，其電場線是閉合曲線感生電場不同于靜電場，其電場線是閉合曲線C.感生電場產(chǎn)生感生電動勢中的非靜電力是洛倫茲力感生電場產(chǎn)生感生電動勢中的非靜電力是洛倫茲力D.感生電動勢對應的非靜電力對自由電荷不做功感生電動勢對應的非靜電力對自由電荷不做功答案答案AB2.如圖如圖5所示，導體所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產(chǎn)生一個感應電動勢，因而在電路在做切割磁感線運動時，將產(chǎn)生一個感應電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法正確的是中有電流通過，下列

14、說法正確的是()A.因導體運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢因導體運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢B.動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關C.動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關D.動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的解析解析根據(jù)動生電動勢的定義，根據(jù)動生電動勢的定義，A項正確；動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有項正確；動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有關，感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關，關，感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關，B項正確，項正確，C、D項錯誤。項錯誤。答案答案AB圖圖53.如圖

15、如圖6甲所示，一閉合線圈固定在垂直于紙面的勻強磁場中，設向里的方向為磁感應甲所示，一閉合線圈固定在垂直于紙面的勻強磁場中，設向里的方向為磁感應強度強度B的正方向，線圈中的箭頭為電流的正方向，線圈中的箭頭為電流i的正方向。已知線圈中感應電流的正方向。已知線圈中感應電流i隨時間隨時間t變化變化的圖象如圖乙所示，則磁感應強度隨時間變化的圖象可能是的圖象如圖乙所示，則磁感應強度隨時間變化的圖象可能是()圖圖6解析解析00.5 s，由題圖分析可知，磁場垂直紙面向里均勻增大或垂直紙面向外均，由題圖分析可知，磁場垂直紙面向里均勻增大或垂直紙面向外均勻減小，勻減小，A錯誤；錯誤；0.51.5 s，磁感應強度斜

16、率的絕對值與，磁感應強度斜率的絕對值與00.5 s磁感應強度斜率磁感應強度斜率的絕對值相等，斜率符號相反，的絕對值相等，斜率符號相反，B錯誤；同理分析其他時間段可知錯誤；同理分析其他時間段可知C、D正確。正確。答案答案CD4.如圖如圖7，一個半徑為，一個半徑為L的半圓形硬導體的半圓形硬導體AB以速度以速度v，在水平，在水平U形框架上形框架上勻速滑動，勻強磁場的磁感應強度為勻速滑動，勻強磁場的磁感應強度為B，回路電阻為，回路電阻為R0，半圓形硬導，半圓形硬導體體AB的電阻為的電阻為r，其余電阻不計，則半圓形導體，其余電阻不計，則半圓形導體AB切割磁感線產(chǎn)生感切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的大小及應電動勢的大小及A、B之間的電勢差分別為之間的電勢差分別為()答案答案C圖圖7圖圖8(1)從從t0到到tt0時間內線圈中產(chǎn)生的電動勢；時間內線圈中產(chǎn)生的電動勢；(2)從從t0到到tt0時間內線圈的電功率；時間內線圈的電功率；(3)t0的值的值。答案答案(1)0.4 V(2)0.16 W(3)2 s