陕西省西安市庆安高级中学高中物理 4 5.1 电磁感应规律的应用导学案1 新人教版选修32.doc

陕西省西安市庆安高级中学高中物理 4 5.1 电磁感应规律的应用导学案1 新人教版选修3-2【学习目标】1了解感生电场，知道感生电动势产生的原因。会判断感生电动势的方向，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，并计算它的大小。3. 了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析。【重点难点】重点：感生电动势与动生电动势的概念。难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。【自主学习】一复习回顾：1产生持续电流的条件是什么？2什么是电源？什么是电动势？3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？ 二新知导读 1、感生电场：英国物理学家麦克斯韦1）变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做 。2）感应电场是一种涡旋电场，电场线是 的，be3）如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。4）感生电场是产生 或 的原因，感生电场的方向也可以由 来判断。感应电流的方向与感生电场的方向 。感生电动势大小也可以由 来计算 2、动生电动势 （1）产生： 运动产生动生电动势（2）大小：e= （b的方向与v的方向 ）（3）动生电动势方向可以由 来判断老师在你身边产生感应电动势的两种情况由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁感强度b保持不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场b变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。【合作探究】一电磁感应现象中的感生电场如图：一个200匝、面积为20cm2在圆形线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1t增加到0.5t。在此过程中:问题1：磁场变强会使线圈中产生什么方向的感应电流？问题2：电流是电荷的定向移动产生的，为什么自由电荷会发生移动的？总结：1.变化的磁场在空间产生一种电场- 2. 使电荷受到作用力做定向移动3.感生电动势的非静电力 扩展：感生电场方向的判断：二电磁感应现象中的洛伦兹力。思考下列问题：1. 如图所示，导体棒cd在均匀磁场中运动。1）、自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。2）、导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去?为什么?3）、导体棒的哪端电势比较高? ff洛dc4）、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? dcb一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。2如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。3安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力不做功，而安培力在这里做了负功，这不矛盾吗？请分析右图，洛伦兹力及其两个分力已经在图中标出，哪个力对应安培力？哪个力对应电动势的非静电力？ 总结：导线两端存在感应电动势，在这种情况下，非静电力与 有关。 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，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ）a磁场变化时，会在在空间中激发一种感生电场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ba例题2.在空间出现如图所示的闭合电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是（ ）a沿ab方向磁场在迅速减弱b. 沿ab方向磁场在迅速增强c. 沿ba方向磁场在迅速减弱d. 沿ba方向磁场在迅速增强 例题3：如图所示，导体ab在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ）a因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势b动生电动势的产生与洛仑兹力有关c动生电动势的产生与电场力有关d动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的磁场变强例4.光滑导轨， 竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，已知导轨宽l=0.5m，磁感应强度b=0.2t有阻值为0.5的导体棒ab紧挨导轨，沿着导轨由静止开始下落，如图所示，设串联在导轨中的电阻r阻值为2，其他部分的电阻及接触电阻均不计问：(1)导体棒ab在下落过程中，产生的感应电流的方向和ab棒受到的磁场力的方向(2)当导体棒ab的速度为5m/s(设并未达到最大速度)时，其感应电动势和感应电流的大小各是多少?【当堂训练】：1如图所示，一个有孔带正电小球套在光滑的圆环上（重力不计），在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此小球的动能将（ ）a不变 b增加 c减少 d以上情况都可能2穿过一个电阻为l 的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 wb，则（ ）a线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 v b线圈中的感应电动势一定是2 vc线圈中的感应电流一定是每秒减少2 ad线圈中的感应电流一定是2 a3如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为b=（2+0.2t）t，定值电阻r1=6，线圈电阻r2=4，求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；（2）判断a，b两点电势的高低；（2）a、b两点间电压uab4. 如图所示，三角形金属导轨eof上放有一金属杆ab，在外力作