高中物理教案4.5感生电动势和动生电动势

1、第五节 感生电动势和动生电动势（一）知识与技能1 .知道感生电场。2.知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。（二）过程与方法通过同学们之间的讨论、 研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。（三）情感、态度与价值观通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。教学重点感生电动势与动生电动势的概念。教学难点对感生电动势与动生电动势实质的理解。教学方法讨论法，讲练结合法教学用具：计算机，投影仪。教学过程（一）引入新课教师：我们在恒定电流以章中学过电源和电动势。大家回顾一下，什么是电源？什么是电动势？学生甲：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。学生乙：

2、如果电源移送电荷 q时非静电力所做的功为 W,那么W与q的比值 W,叫做q电源的电动势。用 E表示电动势，则： E =Wq教师：同学们回答得很好。教师：电源有好多种，比如干电池、 手摇发电机等。请分别说出这些电源中的非静电力 作用和能量转化情况。学生：干电池中的非静电力是化学作用，把化学能转化为电能； 手摇发电机的非静电力是电磁作用，把机械能转化为电能。教师：不同的电源，非静电力可能不同， 但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。从这个角度看，电源的电动势所描述的物理意义是什么？请举例说明。学生：电动势描述了电源把其他形式能转化为电能的本领，即表征非静电力对自

3、由电荷做功的本领。不如，干电池的电动势是1.5V,表示把1C正电荷从电源负极搬到正极，非静电力做功1.5 J,而蓄电池电动势是 2.0V,表示把1C正电荷从电源负极搬到正极，非静电力做功2.0 J,我们说蓄电池把化学能转化为电能的本领比干电池大。教师：同学们说得很好。教师：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？下面我们就来学习相关的知识。被物更强内4$济：生化山产：挎 应电通得.雌鼻重醉电力?（二）进行新课1、感应电场与感生电动势教师：投影教材图 4.5-1,穿过闭会回路的磁场增强，在回 路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电

4、荷发生 定向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间 激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这种由于 磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。教师：感生电场的方向应如何判断？提示：大家回想一下，感应电流的方向如何判断？电流的方向与电荷移动的方向有何关 系？学生：感应电流的方向用楞次定律判定。电流的方向与正电荷移动的方向相同。感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，因此，感生电场的方向也可以用楞次定律判定。教师：若导体中的自由电荷是负电荷，能否用

5、楞次定律判定?学生：能。因为负电荷的运动可以等效为正电荷在反方向上的运动。教师：下面通过例题看一下这方面的应用。电子相（投影）3现代科学研究中常要用到高速电L电厂感应加 速器就是利用感生电场使电加速的设治它的基本原理如图 4G之所小，匕F为电磁铁的两个磁报，磁极之间有个环形真 空室.电广存真空室中做网周运动.电班修统圈电流的大小方 向可以变化.产生的感应电场使电加班.上图为储视图，下图 为真空室的幅规图+如果从匕向下龙.电门仃逆时空方向运动. 那么当电磁帙线圈电潦的方向与图示方向 效时.电流的大小应 眸怎样变化才能使电f航速？如果电流的方向勺图术方向相反, 为使电（加速,电流支应怎样变化？教师

6、：被加速的电子带什么电？学生：负电教师：电子逆时针运动，等效电流方向如何？学生：顺时针。教师：加速电场的方向如何？学生：顺时针。教师：使电子加速的电场是什么电场？学生：感生电场。教师：电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场？为什么？学生：增强。因为感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反。感应电流的磁场阻碍磁通量的变化。感生电场是磁场变强引起的。因此，电磁铁的电流变大才能使电子加速。教师：如果电流的方向与图示方向相反，请自己判断一下，为使电子加速，电流又应怎样变化？学生：按照上面的判断步骤独立分析。学生代表发言。教师：倾听学生的发言，进行点评。2、洛伦兹力与动生电动势教师：（投影）思

7、考与讨论。加亚土做切副局考A忐功鹤泳伸愫如图4.57.晶体厚U门在功勺发埼中运动L自由电背会磕着导体棒运动.并因此受到潘怆鼓力导体 中白由电荷妁合运动在空间大鼓忑什幺方向？为方便，霞立队 寿导体中的Q由电荷是正电荷.工导体律一直远动下去，自由电荷否也会沿着手体样一直 适动下去？为什芸？3,导体棹的，瑞电势空就国？4,如果用导能把仁。两拓逢到磁增汁的一个刖电X上，身体 林中电海是港什去方向峋？教师：引导学生分组讨论，选出代表发表见解。学生：思考、讨论，发表见解。学生甲：1.导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到 沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。学生乙：2.自

8、由电荷不会一直运动下去。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。学生丙：3. C端电势高。学生丁： 4.导体棒中电流是由 D指向C的。这时非静电力与洛伦兹力有关。由教师：一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源, 于导体运动而产生的电动势叫 动生电动势。其他同学在笔记本比较黑板上的小结教师：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。学生：导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向 相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为 电能。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括

9、总结本节的内容。 请一个同学到黑板上总结,上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容， 并把自己这节课的体会写下来、和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同， 从而构建他们自己的知 识框架。（四）实例探究感生电场与感生电动势【例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，而使电路中磁场变强产生了感应电动势，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.以上说法都不对解析：根据麦克斯韦理论，变化的磁场产生电场，处在其中的导体，其内部的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流。答案：AC洛仑兹力与动生电动势【例2】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解析：如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向