第一篇：《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》教案

選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》

一、教材分析

由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)—感生電動(dòng)勢(shì)，由導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)—?jiǎng)由妱?dòng)勢(shì)。這是按照引起磁通量變化的原因不同來區(qū)分的。感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的提出，涉及到電磁感應(yīng)的本質(zhì)問題，但教材對(duì)此要求不高。教學(xué)中要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到變化的磁場可以產(chǎn)生電場，即使沒有電路，感生電場依然存在，這是對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)上的飛躍。

二、教學(xué)目標(biāo)

1．知識(shí)目標(biāo)：（1）．知道感生電場。

（2）．知道感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及其區(qū)別與聯(lián)系。2．能力目標(biāo)：

理解感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念 3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：

（1）。通過同學(xué)們之間的討論、研究增強(qiáng)對(duì)兩種電動(dòng)勢(shì)的認(rèn)知深度，同時(shí)提高學(xué)習(xí)物理的興趣。

（2）。通過對(duì)相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、尊重知識(shí)的良好品德。

三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念。

難點(diǎn)：對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)的理解。

四、學(xué)情分析

學(xué)生學(xué)習(xí)了《楞次定律》、《法拉第電磁感應(yīng)定律》內(nèi)容之后，本節(jié)重點(diǎn)是使學(xué)生理解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念，因此要想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和課堂上的探究性學(xué)習(xí)來達(dá)到這個(gè)目的。

五、教學(xué)方法

1．分組探究討論法，講練結(jié)合法

2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。

3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)

六、課前準(zhǔn)備

1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：結(jié)合本節(jié)學(xué)案來預(yù)習(xí)本節(jié)課本內(nèi)容。

2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué) 案。

3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置：以學(xué)習(xí)小組為單位課前預(yù)習(xí)討論兩個(gè)重要概念及其實(shí)質(zhì)。

七、課時(shí)安排：1課時(shí)

八、教學(xué)過程

(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。

什么是電源？什么是電動(dòng)勢(shì)？

電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

W如果電源移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值q，叫做電源

E?的電動(dòng)勢(shì)。用E表示電動(dòng)勢(shì)，則：

Wq

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。

設(shè)計(jì)意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（三）合作探究、精講點(diǎn)撥。

1、感應(yīng)電場與感生電動(dòng)勢(shì)

投影教材圖4.5-1，穿過閉會(huì)回路的磁場增強(qiáng)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。是什么力充當(dāng)非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)呢？英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時(shí)在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對(duì)自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對(duì)自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。

2、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)（投影）思考與討論。

1．導(dǎo)體中自由電荷（正電荷）具有水平方向的速度，由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用，其合運(yùn)動(dòng)是斜向上的。

2．自由電荷不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去。因?yàn)镃、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強(qiáng)，當(dāng)電場力等于洛倫茲力時(shí)，自由電荷不再定向運(yùn)動(dòng)。

3．C端電勢(shì)高。

4．導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。

一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

如圖所示，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。

導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

（四）實(shí)例探究 感生電場與感生電動(dòng)勢(shì)

【例1】 如圖所示，一個(gè)閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強(qiáng)弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（）

A．磁場變化時(shí)，會(huì)在在空間中激發(fā)一種電場

磁場變強(qiáng)

B．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是磁場力 C．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是電場力 D．以上說法都不對(duì) 洛侖茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

【例2】如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（）

A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) B．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān) C．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與電場力有關(guān)

D．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是一樣的

解析：如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運(yùn)動(dòng)，于是在棒的B端出現(xiàn)負(fù)電荷，而在棒的 A端顯示出正電荷，所以A端電勢(shì)比 B端高．棒 AB就相當(dāng)于一個(gè)電源，正極在A端。綜合應(yīng)用

【例3】如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動(dòng)，則ab桿應(yīng)向_________運(yùn)動(dòng)，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________ 答案：1.AC

2.AB

3.向上

2mgR

2mg B2L2

（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。

教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄）

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。

結(jié)合學(xué)案進(jìn)一步加深對(duì)相關(guān)概念的理解和記憶，練習(xí)學(xué)案習(xí)題，并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。

設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。

九、板書設(shè)計(jì)

一、感應(yīng)電場與感生電動(dòng)勢(shì)

磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對(duì)自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。

二、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

十、教學(xué)反思

第二篇：§3 電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

高三總復(fù)習(xí)學(xué)案

§3 電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

教學(xué)目標(biāo)：

1．熟練運(yùn)用右手定則和楞次定律判斷感應(yīng)電流及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。2．熟練掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，及各種情況下感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法。3．掌握電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用 教學(xué)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用 教學(xué)難點(diǎn)：電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用 教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 教學(xué)過程：

一、電路問題

1、確定電源：首先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的那一部分導(dǎo)體（電源），其次利用E?n或E?BLvsin?求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向。

2、分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖

3、利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律等

二、圖象問題

1、定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系

2、在圖象中E、I、B等物理量的方向是通過正負(fù)值來反映

3、畫圖象時(shí)要注意橫、縱坐標(biāo)的單位長度定義或表達(dá)

【例1】如圖所示，平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中（方向向里），間距為L，左端電阻為R，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)軌右端接一電容為C的電容器?，F(xiàn)有一長2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，ab以a為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過R的電量為多少？ 解析：（1）由ab棒以a為軸旋轉(zhuǎn)到b端脫離導(dǎo)軌的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直增大，對(duì)C不斷充電，同時(shí)又與R構(gòu)成閉合回路。ab產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值

???t電磁感應(yīng)——電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

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高三總復(fù)習(xí)學(xué)案

E???B?S?

① ?t?t?S表示ab掃過的三角形的面積，即?S?132L?3L?L

② 22通過R的電量Q1?I?t?E?t

③ R3BL2由以上三式解得Q1?

④

2R在這一過程中電容器充電的總電量Q=CUm

⑤ Um為ab棒在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值。即

1Um?B?2L?(??2L)?2BL2?

⑥

2聯(lián)立⑤⑥得：Q2?2BL2?C

（2）當(dāng)ab棒脫離導(dǎo)軌后（對(duì)R放電，通過R的電量為 Q2，所以整個(gè)過程中通過 R的總電量為：

Q=Q1＋Q2=BL(23?2?C)2R電磁感應(yīng)中“雙桿問題”分類解析

【例2】勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.2 T，磁場寬度L=3rn，一正方形金屬框邊長ab=l=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示，求：

（1）畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的I-t圖線

電磁感應(yīng)——電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

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高三總復(fù)習(xí)學(xué)案

（2）畫出ab兩端電壓的U-t圖線 解析：線框進(jìn)人磁場區(qū)時(shí)

E1=B l v=2 V，I1?E1=2.5 A 4rl=0.1 s v方向沿逆時(shí)針，如圖（1）實(shí)線abcd所示，感電流持續(xù)的時(shí)間t1=線框在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)：E2=0，I2=0 無電流的持續(xù)時(shí)間：t2=L?l=0.2 s，v線框穿出磁場區(qū)時(shí)：E3= B l v=2 V，I3?E3=2.5 A 4r圖（1）

此電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，如圖（1）虛線abcd所示，規(guī)定電流方向逆時(shí)針為正，得I-t圖線如圖（2）所示

（2）線框進(jìn)人磁場區(qū)ab兩端電壓 U1=I1 r=2.5×0.2=0.5V 線框在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)；b兩端電壓等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) U2=B l v=2V 線框出磁場時(shí)ab兩端電壓：U3=E-I2 r=1.5V 由此得U-t圖線如圖（3）所示

點(diǎn)評(píng)：將線框的運(yùn)動(dòng)過程分為三個(gè)階段，第一階段ab為外電路，第二階段ab相當(dāng)于開路時(shí)的電源，第三階段ab是接上外電路的電源

三、綜合例析

圖（3）

電磁感應(yīng)電路的分析與計(jì)算以其覆蓋知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，思維含量高，充分體現(xiàn)考生能力和素質(zhì)等特點(diǎn)，成為歷屆高考命題的特點(diǎn).1、命題特點(diǎn)

對(duì)電磁感應(yīng)電路的考查命題，常以學(xué)科內(nèi)綜合題目呈現(xiàn)，涉及電磁感應(yīng)定律、直流電路、電磁感應(yīng)——電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

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圖（2）

高三總復(fù)習(xí)學(xué)案

功、動(dòng)能定理、能量轉(zhuǎn)化與守恒等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，突出考查考生理解能力、分析綜合能力，尤其從實(shí)際問題中抽象概括構(gòu)建物理模型的創(chuàng)新能力.2、求解策略

變換物理模型，是將陌生的物理模型與熟悉的物理模型相比較，分析異同并從中挖掘其內(nèi)在聯(lián)系，從而建立起熟悉模型與未知現(xiàn)象之間相互關(guān)系的一種特殊解題方法.巧妙地運(yùn)用“類同”變換，“類似”變換，“類異”變換，可使復(fù)雜、陌生、抽象的問題變成簡單、熟悉、具體的題型，從而使問題大為簡化.解決電磁感應(yīng)電路問題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來啟發(fā)理解和變換物理模型，即把電磁感應(yīng)的問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小相當(dāng)于電源電動(dòng)勢(shì).其余部分相當(dāng)于外電路，并畫出等效電路圖.此時(shí)，處理問題的方法與閉合電路求解基本一致，惟一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時(shí)導(dǎo)體兩端有電壓，但沒有電流流過，這類似電源兩端有電勢(shì)差但沒有接入電路時(shí)，電流為零.【例3】據(jù)報(bào)道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功.航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3000 km處由東向西飛行，相對(duì)地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20 km，電阻為800 Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運(yùn)動(dòng).假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5T，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計(jì)，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可以產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流，試求：

（1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（2）懸繩兩端的電壓；

（3）航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一圈懸繩輸出的電能（已知地球半徑為6400 km）.命題意圖：考查考生信息攝取、提煉、加工能力及構(gòu)建物理模型的抽象概括能力.錯(cuò)解分析：考生缺乏知識(shí)遷移運(yùn)用能力和抽象概括能力，不能于現(xiàn)實(shí)情景中構(gòu)建模型（切割磁感線的導(dǎo)體棒模型）并進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換為電源模型及直流電路模型），無法順利運(yùn)用直流電路相關(guān)知識(shí)突破.解題方法與技巧：將飛機(jī)下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)看作電源模型，當(dāng)它通過電離層放電可看作直流電路模型.如圖所示.（1）金屬繩產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)：

E=Blv=4×10-5×20×103×6.5×103 V=5.2×103 V 電磁感應(yīng)——電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

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（電離層）

高三總復(fù)習(xí)學(xué)案

（2）懸繩兩端電壓，即路端電壓可由閉合電路歐姆定律得： U=E-Ir=5.2×103-3×800 V=2.8×103 V（3）飛機(jī)繞地運(yùn)行一周所需時(shí)間

2?R2?3.14?(6400?103?3000?103)t==s=9.1×103 s 3v6.5?10則飛機(jī)繞地運(yùn)行一圈輸出電能： E=UIt=2800×3×9.1×103 J=７.6×107 J 【例4】如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T，并且以

?B=0.1 T/s在?t變化，水平軌道電阻不計(jì)，且不計(jì)摩擦阻力，寬0.5 m的導(dǎo)軌上放一電阻R0=0.1 Ω的導(dǎo)體棒，并用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量M=0.2 kg的重物，軌道左端連接的電阻R=0.4 Ω，圖中的l=0.8 m，求至少經(jīng)過多長時(shí)間才能吊起重物.命題意圖：考查理解能力、推理能力及分析綜合能力

錯(cuò)解分析：（1）不善于逆向思維，采取執(zhí)果索因的有效途徑探尋解題思路；（2）實(shí)際運(yùn)算過程忽視了B的變化，將B代入F安=BIlab，導(dǎo)致錯(cuò)解.解題方法與技巧：

由法拉第電磁感應(yīng)定律可求出回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E= ①

???B?S ?t?t由閉合電路歐姆定律可求出回路中電流

I=

E

R0?R

②

由于安培力方向向左，應(yīng)用左手定則可判斷出電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向（由上往下看）.再根據(jù)楞次定律可知磁場增加，在t時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為：

B′ =（B＋此時(shí)安培力為

F安=B′Ilab

由受力分析可知

F安=mg

?B·t）

?t ⑤

④

③

由①②③④⑤式并代入數(shù)據(jù)：t=495 s 電磁感應(yīng)——電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

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高三總復(fù)習(xí)學(xué)案

【例5】（2001年上海卷）半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感強(qiáng)度為B=0.2T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R =2Ω，一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)

（1）若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng)，求棒滑過圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時(shí)（如圖所示）MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過燈L1的電流。

（2）撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O′ 以O(shè)O′ 為軸向上翻轉(zhuǎn)90o，若此時(shí)磁場隨時(shí)間均勻變化，其變化率為ΔB/Δt=4T/s，求L1的功率。解析：（1）棒滑過圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時(shí)，MN中的電動(dòng)勢(shì) E1=B2a v=0.2×0.8×5=0.8V

① 等效電路如圖（1）所示，流過燈L1的電流 I1=E1/R=0.8/2=0.4A

②

圖（1）（2）撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O′ 以O(shè)O′ 為軸向上翻轉(zhuǎn)90o，半圓環(huán)OL1O′中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，燈L2為外電路，等效電路如圖（2）所示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2=ΔФ/Δt=0.5×πa2×ΔB/Δt=0.32V

③ L1的功率

P1=(E2/2)2/R=1.28×102W

四、針對(duì)練習(xí)

1.（1999年廣東）如圖所示，MN、PQ為兩平行金屬導(dǎo)軌，M、P間連有一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，圖中磁場垂直紙面向里.有一金屬圓環(huán)沿兩導(dǎo)軌滑動(dòng)，速度為v，與導(dǎo)軌接觸良好，圓環(huán)的直徑d與兩導(dǎo)軌間的距離相等.設(shè)金屬環(huán)與導(dǎo)軌的電阻均可忽略，當(dāng)金屬環(huán)向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)

圖（2）

A.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為

?dBvRdBv R

B.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為電磁感應(yīng)——電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

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高三總復(fù)習(xí)學(xué)案

C.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為D.沒有感應(yīng)電流通過電阻R

2dBv

R2.在方向水平的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場中，有兩根豎直放置的導(dǎo)體軌道cd、e f，其寬度為1 m，其下端與電動(dòng)勢(shì)為12 V、內(nèi)電阻為1 Ω的電源相接，質(zhì)量為0.1 kg的金屬棒MN的兩端套在導(dǎo)軌上可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng)，如圖所示，除電源內(nèi)阻外，其他一切電阻不計(jì)，g=10 m/s2，從S閉合直到金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中 A.電源所做的功等于金屬棒重力勢(shì)能的增加 B.電源所做的功等于電源內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱 C.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為20 m/s

D.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中的電流強(qiáng)度大小是2 A 3.兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì).斜面處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上.質(zhì)量為m、電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度.如圖所示，在這過程中

A.作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零

B.作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和

C.恒力F與安培力的合力所做的功等于零

D.恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱 4.如圖所示，空間存在垂直于紙面的均勻磁場，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)、外，磁場方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.一半徑為b，電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合.在內(nèi)、外磁場同時(shí)由B均勻地減小到零的過程中，通過導(dǎo)線截面的電量Q=_________.5.兩根相距d=0.20 m的平行金屬長導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20 T，導(dǎo)軌上面橫放著兩條金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形閉合回路.每條金屬細(xì)桿的電阻為r=0.25 Ω，回路中其余部分的電阻可不計(jì)，已知兩金屬細(xì)桿在平行導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5.0 m/s，如圖所示，不計(jì)導(dǎo)軌上的摩擦.電磁感應(yīng)——電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用

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高三總復(fù)習(xí)學(xué)案

（1）求作用于每條金屬細(xì)桿的拉力的大小.（2）求兩金屬細(xì)桿在間距增加0.40 m的滑動(dòng)過程中共產(chǎn)生的熱量.6.（1999年上海）如圖所示，長為L、電阻r=0.3 Ω、質(zhì)量m=0.1 kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是L，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有R=0.5 Ω的電阻，量程為0～3.0 A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為0～1.0 V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場向下穿過平面.現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移.當(dāng)金屬棒以v=2 m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏.問：（1）此滿偏的電表是什么表?說明理由.（2）拉動(dòng)金屬棒的外力F多大?（3）此時(shí)撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導(dǎo)軌上.求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)的過程中通過電阻R的電量.7.如圖所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.AC端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量M，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端.求：（1）EF棒下滑過程中的最大速度.（2）EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個(gè)過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能（金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)）? 8.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場中放一個(gè)半徑r0=50 cm的圓形導(dǎo)軌，上面擱有互相垂直的兩根導(dǎo)體棒，一起以角速度ω=103 rad/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).圓導(dǎo)軌邊緣和兩棒中央通過電刷與外電路連接，若每根導(dǎo)體棒的有效電阻為R0=0.8 Ω，外接電阻R=3.9 Ω，如所示，求：（1）每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).（2）當(dāng)電鍵S接通和斷開時(shí)兩電表示數(shù)（假定RV→∞，RA→0）.參考答案：

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1.B.提示：將圓環(huán)轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電源模型，如圖 2.CD 3.AD 4.Q=IΔt=?B(2a2?b2)R或Q=?B(b2?2a2)R

5.（1）3.2×10-2 N（2）1.28×10-2 J 提示：將電路轉(zhuǎn)換為直流電路模型如圖.6.（1）電壓表

理由略（2）F=1.6 N（3）Q=0.25 C

7.（1）如圖所示，當(dāng)EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中，受力情況如圖所示.安培力：F安=BIl=BBlvl R

Mgsin?-B根據(jù)牛頓第二定律：a=

MBlvLR

①

所以，EF由靜止開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)a=0時(shí)速度達(dá)到最大值vm.由①式中a=0有：Mgsinθ-B2l2vm/R=0 vm=

②

MgRsin?

B2l2（2）由恒力F推至距BD端s處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達(dá)最大速度vm開始勻速.設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律：

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Fs-ΔE=1Mvm2

2③

ΔE=Fs-1MgRsin?2 M（）2B2l2

④

8.（1）每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E1=Blv=121Blω=×０.4×103×（0.5）2 V=50 V.22（2）兩根棒一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每半根棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同、方向相同（從邊緣指向中心），相當(dāng)于四個(gè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻相同的電池并聯(lián)，得總的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 為E=E1=50 V，r=11?R0=0.1 Ω 42當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，外電路開路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，為50 V.當(dāng)電鍵S′接通時(shí)，全電路總電阻為 R′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω.由全電路歐姆定律得電流強(qiáng)度（即電流表示數(shù)）為 I=E50? A=12.5 A.r?R?4此時(shí)電壓表示數(shù)即路端電壓為

U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（電壓表示數(shù)）或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V

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第三篇：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用教案.

電磁感應(yīng)定律應(yīng)用

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1．了解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念及不同。2．了解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因。

3．能用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的公式進(jìn)行分析和計(jì)算。

【要點(diǎn)梳理】

知識(shí)點(diǎn)

一、感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

由于引起磁通量的變化的原因不同感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理也不同，一般分為兩種：一種是磁場不變，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起的磁通量的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種電動(dòng)勢(shì)稱作動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，另外一種是導(dǎo)體不動(dòng)，由于磁場變化引起磁通量的變化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱作感生電動(dòng)勢(shì)。

1．感應(yīng)電場

19世紀(jì)60年代，英國物理學(xué)家麥克斯韋在他的電磁場理論中指出，變化的磁場會(huì)在周圍空間激發(fā)一種電場，我們把這種電場叫做感應(yīng)電場。

靜止的電荷激發(fā)的電場叫靜電場，靜電場的電場線是由正電荷發(fā)出，到負(fù)電荷終止，電場線不閉合，而感應(yīng)電場是一種渦旋電場，電場線是封閉的，如圖所示，如果空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在電場力的作用下定向移動(dòng)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

要點(diǎn)詮釋：感應(yīng)電場是產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因，感應(yīng)電場的方向也可以由楞次定律來判斷。感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電場的方向相同。

2．感生電動(dòng)勢(shì)

（1）產(chǎn)生：磁場變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)電場，閉合導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，即產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

（2）定義：由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成為感生電動(dòng)勢(shì)。（3）感生電場方向判斷：右手螺旋定則。

3、感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生

由感應(yīng)電場使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感生電動(dòng)勢(shì)，感生電動(dòng)勢(shì)在電路中的作用就是充當(dāng)電源，其電路是內(nèi)電路，當(dāng)它和外電路連接后就會(huì)對(duì)外電路供電。

變化的磁場在閉合導(dǎo)體所在的空間產(chǎn)生電場，導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場力作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。其中感應(yīng)電場就相當(dāng)于電源內(nèi)部所謂的非靜電力，對(duì)電荷產(chǎn)生作用。例如磁場變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E?nS?Bcos? ． ?t

知識(shí)點(diǎn)

二、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理是什么呢？導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)？他是如何將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的？

1、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

（1）產(chǎn)生：導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)（2）大?。篍?BLv（B的方向與v的方向垂直）（3）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小的推導(dǎo)：

ab棒處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直紙面向里，棒沿光滑導(dǎo)軌以速度v勻速向右滑動(dòng)，已知導(dǎo)軌寬度為L，經(jīng)過時(shí)間t由M運(yùn)動(dòng)導(dǎo)N，如圖所示，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：

E??ФBSB?L?vt???BLv． ?ttt故動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小為 E?BLv．

2、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)原因分析

導(dǎo)體在磁場中切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，它是由于導(dǎo)體中的自由電子受到洛倫茲力的作用而引起的。

如圖甲所示，一條直導(dǎo)線CD在勻強(qiáng)磁場B中以速度v向右運(yùn)動(dòng)，并且導(dǎo)線CD與B、v的方向垂直，由于導(dǎo)體中的自由電子隨導(dǎo)體一起以速度v運(yùn)動(dòng)，因此每個(gè)電子受到的洛倫茲力為：

F洛?Bev

F洛的方向豎直向下，在力F洛的作用下，自由電子沿導(dǎo)體向下運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體下端出現(xiàn)過剩的負(fù)電荷，導(dǎo)體上端出現(xiàn)過剩的正電荷，結(jié)果使導(dǎo)體上端D的電勢(shì)高于下端C的電勢(shì)，出現(xiàn)由D指向C的靜電場，此電場對(duì)電子的靜電力F′的方向向上，與洛倫茲力F洛方向相反，隨著導(dǎo)體兩端正負(fù)電荷的積累，電場不斷增強(qiáng)，當(dāng)作用在自由電子上的靜電力與電子受到的洛倫茲力相平衡時(shí)，DC兩端產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差。如果用另外的導(dǎo)線把CD兩端連接起來，由于D段的電勢(shì)比C段的電勢(shì)高，自由電子在靜電力的作用下將在導(dǎo)線框中沿順時(shí)針流動(dòng)，形成逆時(shí)針方向的電流，如圖乙所示。

電荷的流動(dòng)使CD兩端積累的電荷不斷減少，洛倫茲力又不斷使自由電子從D端運(yùn)動(dòng)到C端從而在CD兩端維持一個(gè)穩(wěn)定的電動(dòng)勢(shì)。

可見運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體CD就是一個(gè)電源，D端是電源的正極，C端是電源的負(fù)極，自由電子受洛倫茲力的用，從D端搬運(yùn)到C端，也可以看做是正電荷受洛倫茲力作用從C端搬運(yùn)

到D端，這里洛倫茲力就相當(dāng)于電源中的非靜電力，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義，電動(dòng)勢(shì)等于單位正電荷從負(fù)極通過電源內(nèi)部移動(dòng)到電源的正極非靜電力所做的功，作用在單位電荷上的洛倫茲力為：

F?F洛/e?Bv．

于是動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)就是：

E?FL?BLv．

上式與法拉第電磁感應(yīng)定律得到的結(jié)果一致。

知識(shí)點(diǎn)

三、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)具有相對(duì)性

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的劃分，在某些情況下只有相對(duì)意義，如本章開始的實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對(duì)于磁鐵靜止的參考系觀察，磁鐵不動(dòng)，空間各點(diǎn)的磁場也沒有發(fā)生變化，而線圈在運(yùn)動(dòng)，線圈中的電動(dòng)勢(shì)是動(dòng)生的；但是，如果在相對(duì)于線圈靜止的參考系內(nèi)觀察，則看到磁鐵在運(yùn)動(dòng)，引起空間磁場發(fā)生變化，因而，線圈中的電動(dòng)勢(shì)是感生的，在這種情況下，究竟把電動(dòng)勢(shì)看作動(dòng)生的還是感生的，決定于觀察者所在的參考系，然而，并不是在任何情況下都能通過轉(zhuǎn)換參考系把一種電動(dòng)勢(shì)歸結(jié)為另一種電動(dòng)勢(shì)，不管是哪一種電動(dòng)勢(shì)，法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律都成立。

知識(shí)點(diǎn)

四、應(yīng)用——電子感應(yīng)加速器

即使沒有導(dǎo)體存在，變化的磁場以在空間激發(fā)渦旋狀的感應(yīng)電場，電子感應(yīng)器就是應(yīng)用了這個(gè)原理，電子加速器是加速電子的裝置，他的主要部分如圖所示，畫斜線的部分為電磁鐵兩極，在其間隙安放一個(gè)環(huán)形真空室，電磁鐵用頻率為每秒數(shù)十周的強(qiáng)大交流電流來勵(lì)磁，使兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B往返變化，從而在環(huán)形真空室內(nèi)感應(yīng)出很強(qiáng)的感應(yīng)渦旋電場，用電子槍將電子注入喚醒真空室，他們?cè)跍u旋電場的作用下被加速，同時(shí)在磁場里受到洛倫茲力的作用，沿圓規(guī)道運(yùn)動(dòng)。

如何使電子維持在恒定半徑為R的圓規(guī)道上加速，這對(duì)磁場沿徑向分布有一定的要求，設(shè)電子軌道出的磁場為B，電子做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的向心力為洛倫茲力，因此：

eBv?mv2/R mv?ReB

也就是說，只要電子動(dòng)量隨磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比例增加，就可以維持電子在一定的軌道上 3

運(yùn)動(dòng)。

【典型例題】

類型

一、感生電動(dòng)勢(shì)的運(yùn)算

例1．有一面積為S＝100 cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1 Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖乙所示，且磁場方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時(shí)間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流的方向如何？通過金屬環(huán)的電荷量為多少？

【答案】逆時(shí)針方向 0.01 C 【解析】(1)由楞次定律，可以判斷金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向．(2)由圖可知：磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為

?BB2?B① ??tt2?t1金屬環(huán)中磁通量的變化率

B?B1?Ф?B?S?2?S

② ?t?tt2?t1環(huán)中形成的感應(yīng)電流

I?E?Ф/?t?Ф??

③ RRR?t通過金屬環(huán)的電荷量

Q?I?t

④ 由①②③④解得

(B2?B1)S(0.2?0.1)?10?2Q??C?0.01C． R0.1

舉一反三:

【變式】在下圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是()

【答案】C

例2．在空間出現(xiàn)如圖所示的閉合電場，電場線為一簇閉合曲線，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(qiáng) C.沿AB方向磁場在迅速減弱 D.沿AB方向磁場在迅速增強(qiáng)

【答案】AC

【解析】根據(jù)電磁感應(yīng)，閉合回路中的磁通量變化時(shí)，使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律來判斷，根據(jù)麥克斯韋電磁理論，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使因?yàn)殚]合回路中受到了電場力的作用，而變化的磁場產(chǎn)生電場，與是否存在閉合回路沒有關(guān)系，故空間磁場變化產(chǎn)生的電場方向，仍可用楞次定律來判斷，四指環(huán)繞方向即感應(yīng)電場的方向，由此可知AC正確。

【總結(jié)升華】已知感應(yīng)電場方向求原磁通量的變化情況的基本思路是：

→右手螺旋定則 →楞次定感應(yīng)電場的方向 感應(yīng)磁場的方向 磁通量的變化情況

←右手螺旋定則 ←楞次定

舉一反三:

【變式1】如圖所示，一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的動(dòng)能將()

A．不變

B．增加

C．減少

D．以上情況都可能

【答案】B

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例1】

【變式2】下列各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解釋正確的是（）

【答案】ABC

-22例3.一個(gè)面積S?4?10m、匝數(shù)n＝100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖4－5－6所示，則下列判斷正確的是()

A．在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于0.08 Wb/s B．在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零 C．在開始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于8 V D．在第3 s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零

【答案】AC 【解析】磁通量的變化率

?Ф?B?S，?t?t其中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率以

?B?B=2 T/s，所即為B?t圖象的斜率．由圖知前2 s的?t?t?Ф=2?4?10－2Wb/s＝0.08 Wb/s，?tA選項(xiàng)正確．

在開始的2 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B由2 T減到0，又從0向相反方向的B增加到2 T，所以這2 s內(nèi)的磁通量的變化量

?Ф?B1S?B2S?2BS?2?2?4?10?2Wb?0.16Wb，B選項(xiàng)錯(cuò)． 在開始的2 s內(nèi)

E?n?Ф?100?0.08V?8V，?t4 s內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)，C選項(xiàng)正確．第3 s末的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于2 s～ 6

E?n?Ф?B?nS?100?2?4?10?2V?8V.?t?tD選項(xiàng)錯(cuò)．

【總結(jié)升華】正確計(jì)算磁通量的變化量?Ф，是解題的關(guān)鍵。

舉一反三:

【變式1】閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，跟穿過這一閉合電路的下列哪個(gè)物理量成正比（）A．磁通量

B．磁感應(yīng)強(qiáng)度

C．磁通量的變化率

D．磁通量的變化量

【答案】C

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例2】

【變式2】水平桌面上放一閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一條形磁鐵，當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速靠近鋁環(huán)時(shí)，下列判斷正確的是（）

A．鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì)，對(duì)桌面的壓力增大 B．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)，對(duì)桌面的壓力增大 C．鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì)，對(duì)桌面的壓力減小 D．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)，對(duì)桌面的壓力減小

【答案】A

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例3】

【變式3】帶正電的小球在水平桌面上的圓軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從上方俯視，沿逆時(shí)針方向如圖?？臻g內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，不計(jì)一切摩擦，當(dāng)磁場均勻增強(qiáng)時(shí)，小球的動(dòng)能將（）

A．逐漸增大

B．逐漸減小

C．不變

D．無法判定

【答案】A

類型

二、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的運(yùn)算

例4．如圖所示，三角形金屬導(dǎo)軌EOF上放有一金屬桿AB，在外力作用下，使AB保持與OF垂直，以速度v勻速從O點(diǎn)開始右移，設(shè)導(dǎo)軌與金屬棒均為粗細(xì)相同的同種金屬制成，則下列判斷正確的是()

A．電路中的感應(yīng)電流大小不變 B．電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變 C．電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大 D．電路中的感應(yīng)電流逐漸減小

【答案】AC 【解析】導(dǎo)體棒從O開始到如圖所示位置所經(jīng)歷時(shí)間設(shè)為t，?EOF＝?，則導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度

L?＝OBtan?，故

E＝BL?v?＝Bv?vt?tan?＝Bv2tan??t，即電路中電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正比，C選項(xiàng)正確； 電路中電流強(qiáng)度

EBv2tan??t.I??R?L/S而L等于△OAB的周長，L?OB?AB?OA?vt?vt·tan?+所以

vt1=vt(1+tan??)，cos?cos?I?Bvtan??S1????1?tan???cos????恒量．

所以A正確．

【總結(jié)升華】導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度在變化，同時(shí)導(dǎo)軌與金屬棒的長度也在變化。

例5．如圖所示，bacd為靜止于水平面上寬度為L，而長度足夠長的U型金屬滑軌，ac邊接有電阻R，其他部分電阻不計(jì)．ef為一可在滑軌平面上滑動(dòng)，質(zhì)量為m的均勻?qū)w棒．整個(gè)滑軌面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，忽略所有摩擦．

(1)若用恒力F沿水平方向向右拉棒，使其平動(dòng)，求導(dǎo)體棒的最大速度．

(2)若導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到獲得最大速度發(fā)生的位移為s，求這一過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.FRmF2R2【答案】(1)22(2)Fs－ 44BL2BL【解析】(1)方法1：導(dǎo)體棒受到恒力F后的運(yùn)動(dòng)情況，可用如下式子表示：

F?F安F/mBLvE/RBILF→v↑→E↑→I↑→F安↑→F合↓合→a↓

當(dāng)a＝0時(shí)，速度達(dá)到最大值，即

F?BIL?B解得 BLvL，Rv?FR． B2L2方法2：從能量角度看，當(dāng)棒穩(wěn)定時(shí)P，即 外=P電E2B2L2v2F?v=?，RR解得

v?FR． B2L2

(2)導(dǎo)體棒受到恒力F后的能量轉(zhuǎn)化情況如下：

?系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)后的動(dòng)能F做功?克服安培力做功電流做功

―→電能――→內(nèi)能?被轉(zhuǎn)化的動(dòng)能―根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得：

Fs?解得 12mv?Q，2mF2R2Q?Fs?． 2B4L4 【總結(jié)升華】用能量角度來思維，會(huì)使問題簡化；用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律來解題是學(xué)習(xí)高中物理應(yīng)該具備的能力之一。

例6．如圖所示，小燈泡規(guī)格為“2 V,4 W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為0.1 m，電阻不計(jì)．金屬棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，電阻為1 Ω，整個(gè)裝置處于B＝1 T的勻強(qiáng)磁場中．求：

(1)為使燈泡正常發(fā)光，ab的滑行速度為多大？(2)拉動(dòng)金屬棒ab的外力的功率有多大？

【答案】(1)40 m/s(2)8 W

【解析】當(dāng)金屬棒在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于回路的電源，為小燈泡提供電壓．金屬棒在光滑的導(dǎo)軌上滑行過程中，外力克服安培力做功，能量守恒，所以外力的功率與電路上產(chǎn)生的電功率相等．

(1)燈泡的額定電流和電阻分別為

I=P=2 A，UU2R?=1 Ω．

PEBlv?，R?rR?r設(shè)金屬棒的滑行速度為v，則

I感=式中r為棒的電阻． 由

I感＝I，即

Blv=I． R+r得

v=I(R+r)2?(1+1)=m/s=40 m/s． Bl1?0.1(2)根據(jù)能量轉(zhuǎn)換，外力的機(jī)械功率等于整個(gè)電路中的電功率，即

22P)W=8 W.機(jī)=P電=I(R?r)?2?(1+

1【總結(jié)升華】用好“燈泡正常發(fā)光”、“光滑水平導(dǎo)軌”這些條件是這類題的思路基礎(chǔ)。

類型

三、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別與聯(lián)系

例7．如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l＝0.20 m．有r0＝0.10 Ω，隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B＝kt，比例系數(shù)k＝0.020 T/s.一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直．在t＝0時(shí)刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在t＝6.0 s時(shí)金屬桿所受的安培力．

－3【答案】1.44?10N

【解析】以a表示金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度，在t時(shí)刻，金屬桿與初始位置的距離

L?12at． 2此時(shí)桿的速度

v＝at，這時(shí)，桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積

S＝Ll，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E?S?B+Blv． ?t因B＝kt故

?B?k． ?t回路的總電阻

R＝2Lr0 回路中的感應(yīng)電流

I?E． R作用于桿的安培力

F＝BlI 解得

3k2l2F?t，2r0代入數(shù)據(jù)為

F＝1.44?10－3N．

【總結(jié)升華】在導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)過程中，產(chǎn)生的是動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)還是感生電動(dòng)勢(shì)？兩種電動(dòng)勢(shì)是相加還是相減？這是求解電流時(shí)應(yīng)注意的問題。

例8．如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是()

A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) B．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān) C．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與電場力有關(guān)

D．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是一樣的

【答案】AB 【解析】

如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛倫茲力作用向下運(yùn)動(dòng)，于是在棒的B端出現(xiàn)負(fù)電荷，而在棒的A端出現(xiàn)正電荷，所以A端電勢(shì)比B端高．棒AB就相當(dāng)于一個(gè)電源，正極在A端．

【總結(jié)升華】正確判斷洛倫磁力的方向，認(rèn)清電源部分。類型

三、圖像問題

例9．如圖所示，一個(gè)邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場；一個(gè)邊長也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導(dǎo)線框．在t＝0時(shí)，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動(dòng)，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域．以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆時(shí)針方向?yàn)檎铝斜硎緄—t關(guān)系的圖示中，可能正確的是()

【答案】C 【解析】從正方形線框下邊開始進(jìn)入到下邊完全進(jìn)入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，所以感應(yīng)電流也逐漸增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤．從正方形線框下邊完全進(jìn)入至下邊剛穿出磁場邊界時(shí)，切割磁感線有效長度不變，故感應(yīng)電流不變，B項(xiàng)錯(cuò)．當(dāng)正方形線框下邊離開磁場，上邊未進(jìn)入磁場的過程比正方形線框上邊進(jìn)入磁場過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個(gè)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，感應(yīng)電流也不相等，D項(xiàng)錯(cuò)，故正確選項(xiàng)為C.【總結(jié)升華】進(jìn)入過程中哪一部分相當(dāng)于電源？應(yīng)該怎樣進(jìn)行分析研究？怎樣利用線框的邊長和磁場寬度的關(guān)系？是本題的關(guān)鍵思路。

舉一反三:

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例8】

【變式】如圖所示的電路可以用來“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”。干電池、開關(guān)、線圈A、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)成一個(gè)電路，電流計(jì)、線圈B串聯(lián)成另一個(gè)電路。線圈A、B套在同一個(gè)閉合鐵芯上，且它們的匝數(shù)足夠多。從開關(guān)閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)，流經(jīng)電流計(jì)的電流大小i隨時(shí)間t變化的圖象是（）

【答案】B

例10．如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒c、d，置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度h處。磁場寬為3h，方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止釋放c，c剛進(jìn)入磁場即勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再由靜止釋放d，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。

用ac表示c的加速度，Ekd表示d的動(dòng)能，xc、xd分別表示c、d相對(duì)釋放點(diǎn)的位移。下圖中正確的是()

【答案】B D

【解析】c導(dǎo)體棒落入磁場之前做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度恒為g，有

h?12gt，2v?gt，c棒進(jìn)入磁場以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，d棒開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，與c棒做自由落體運(yùn)動(dòng)的過程相同，此時(shí)c棒在磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的路程為

h′?vt?gt2?2h，d棒進(jìn)入磁場而c還沒有傳出磁場的過程，無電磁感應(yīng)，兩導(dǎo)體棒僅受到重力作用，加速度均為g，知道c棒穿出磁場，B正確。

c棒穿出磁場，d棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此時(shí)d棒速度大于c進(jìn)入磁場是切割磁感線的速度，故電動(dòng)勢(shì)、電流、安培力都大于c剛進(jìn)入磁場時(shí)的大小，d棒減速，直到穿出磁場僅受重力，做勻加速運(yùn)動(dòng)，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)

2v2?v0?2gh，可知加速過程動(dòng)能與路程成正比，D正確。

【總結(jié)升華】在分析電磁感應(yīng)中的圖象問題時(shí)，解決問題時(shí)可從看坐標(biāo)軸表示什么物理量；看具體的圖線，它反映了物理量的狀態(tài)或變化，要看圖象在坐標(biāo)軸上的截距，它反映的是一個(gè)物理量為零時(shí)另一物理量的狀態(tài)等等。在分析這類問題時(shí)除了運(yùn)用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律外還要注意相關(guān)集合規(guī)律的運(yùn)用。

舉一反三:

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例9】

【變式】如圖（甲）所示，一閉合金屬圓環(huán)處在垂直圓環(huán)平面的勻強(qiáng)磁場中。若磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t按如圖（乙）所示的規(guī)律變化，設(shè)圖中磁感強(qiáng)度垂直紙面向里為正方向，環(huán)中感生電流沿順時(shí)針方向?yàn)檎较?。則環(huán)中電流隨時(shí)間變化的圖象可能是下圖中的（）

【答案】C

第四篇：電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用

電磁感應(yīng)基本規(guī)律及其應(yīng)用

熱點(diǎn)題型一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷

1.常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況

2．判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程

熱點(diǎn)題型二　感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法

1．用楞次定律判斷

(1)楞次定律中“阻礙”的含義：

2．用右手定則判斷

該方法只適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個(gè)要點(diǎn)：

(1)掌心——磁感線垂直穿入掌心；

(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向；

(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．

熱點(diǎn)題型三　楞次定律推論的應(yīng)用

楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下：

內(nèi)容

例證

阻礙原磁通量變化—“增反減同”

阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”

使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”

阻礙原電流的變化——“增反減同”

熱點(diǎn)題型四　三定則一定律的應(yīng)用

1.安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用對(duì)比

基本現(xiàn)象

因果關(guān)系

應(yīng)用規(guī)律

運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場

因電生磁

安培定則

磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力

因電受力

左手定則

部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)

因動(dòng)生電

右手定則

閉合回路磁通量變化

因磁生電

楞次定律

2.“三個(gè)定則”和“一個(gè)定律”的因果關(guān)系

(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；

(2)因動(dòng)而生電(v、B→I安)→右手定則；

(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則；

(4)因磁而生電(S、B→I安)→楞次定律．

第五篇：(精品)高二物理選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》教案

學(xué)校：臨清實(shí)高 學(xué)科：物理 編寫人：劉瞻

審稿人：侯智斌

選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》

一、教材分析

由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)—感生電動(dòng)勢(shì)，由導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)—?jiǎng)由妱?dòng)勢(shì)。這是按照引起磁通量變化的原因不同來區(qū)分的。感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的提出，涉及到電磁感應(yīng)的本質(zhì)問題，但教材對(duì)此要求不高。教學(xué)中要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到變化的磁場可以產(chǎn)生電場，即使沒有電路，感生電場依然存在，這是對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)上的飛躍。

二、教學(xué)目標(biāo)

1．知識(shí)目標(biāo)：（1）．知道感生電場。

（2）．知道感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及其區(qū)別與聯(lián)系。2．能力目標(biāo)：

理解感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念 3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：

（1）。通過同學(xué)們之間的討論、研究增強(qiáng)對(duì)兩種電動(dòng)勢(shì)的認(rèn)知深度，同時(shí)提高學(xué)習(xí)物理的興趣。

（2）。通過對(duì)相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、尊重知識(shí)的良好品德。

三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念。

難點(diǎn)：對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)的理解。

四、學(xué)情分析

學(xué)生學(xué)習(xí)了《楞次定律》、《法拉第電磁感應(yīng)定律》內(nèi)容之后，本節(jié)重點(diǎn)是使學(xué)生理解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念，因此要想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和課堂上的探究性學(xué)習(xí)來達(dá)到這個(gè)目的。

五、教學(xué)方法

1．分組探究討論法，講練結(jié)合法

2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。

3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)

六、課前準(zhǔn)備

1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：結(jié)合本節(jié)學(xué)案來預(yù)習(xí)本節(jié)課本內(nèi)容。2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。

3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置：以學(xué)習(xí)小組為單位課前預(yù)習(xí)討論兩個(gè)重要概念及其實(shí)質(zhì)。

七、課時(shí)安排：1課時(shí)

八、教學(xué)過程

(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。

什么是電源？什么是電動(dòng)勢(shì)？

電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

W如果電源移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值q，叫做電

E?源的電動(dòng)勢(shì)。用E表示電動(dòng)勢(shì)，則：

Wq

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。

設(shè)計(jì)意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（三）合作探究、精講點(diǎn)撥。

1、感應(yīng)電場與感生電動(dòng)勢(shì)

投影教材圖4.5-1，穿過閉會(huì)回路的磁場增強(qiáng)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。是什么力充當(dāng)非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)呢？英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時(shí)在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對(duì)自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對(duì)自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。

2、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)（投影）思考與討論。

1．導(dǎo)體中自由電荷（正電荷）具有水平方向的速度，由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用，其合運(yùn)動(dòng)是斜向上的。

2．自由電荷不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去。因?yàn)镃、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強(qiáng)，當(dāng)電場力等于洛倫茲力時(shí)，自由電荷不再定向運(yùn)動(dòng)。

3．C端電勢(shì)高。

4．導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。

一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

如圖所示，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。

導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

（四）實(shí)例探究 感生電場與感生電動(dòng)勢(shì)

【例1】 如圖所示，一個(gè)閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強(qiáng)弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（）

A．磁場變化時(shí)，會(huì)在在空間中激發(fā)一種電場 B．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是磁場力 C．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是電場力 D．以上說法都不對(duì) 洛侖茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

【例2】如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（）

A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) B．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān) C．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與電場力有關(guān)

D．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是一樣的

解析：如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運(yùn)動(dòng)，于是在棒的B端出現(xiàn)負(fù)電荷，而在棒的 A端顯示出正電荷，所以A端電勢(shì)比 B端高．棒 AB就相當(dāng)于一個(gè)電源，正極在A端。綜合應(yīng)用

【例3】如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動(dòng)，則ab桿應(yīng)向_________運(yùn)動(dòng)，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________ 答案：1.AC

2.AB

3.向上

磁場變強(qiáng)

2mgR

2mg 22BL

（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。

教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄）

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。

結(jié)合學(xué)案進(jìn)一步加深對(duì)相關(guān)概念的理解和記憶，練習(xí)學(xué)案習(xí)題，并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。

設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。

九、板書設(shè)計(jì)

一、感應(yīng)電場與感生電動(dòng)勢(shì)

磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對(duì)自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。

二、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

十、教學(xué)反思

十一、學(xué)案設(shè)計(jì)(見下頁)