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1、课标课标定位定位学学习习目目标标：1.了解感生了解感生电场电场，知道感生，知道感生电动势产电动势产生生的原因会判断感生的原因会判断感生电动势电动势的方向，并会的方向，并会计计算它算它的大小的大小2了解了解动动生生电动势电动势的的产产生以及与洛生以及与洛伦兹伦兹力的关系力的关系.会判断会判断动动生生电动势电动势的方向，并会的方向，并会计计算它的大小算它的大小.3了解了解电电磁感磁感应规应规律的一般律的一般应应用，会用，会联联系科技系科技实实例例进进行分析行分析重点重点难难点：点：1.感生感生电动势电动势以及以及动动生生电动势电动势的的产产生机生机理理2灵活运用灵活运用电电磁感磁感应应定律和楞次定
2、律解决定律和楞次定律解决电电磁感磁感应问题应问题 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第五五节节电电磁磁感感应应现现象象的的两两类类情情况况课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、一、电电磁感磁感应现应现象中的感生象中的感生电场电场1电电磁磁场场理理论论与感生与感生电场电场(1)电电磁磁场场理理论论：变变化的化的电场电场周周围产围产生磁生磁场场，变变化的化的磁磁场场周周围产围产生生电场电场由由19世世纪纪60年代的年代的_提出提出(2)感生感生电场电场：变变化的磁化的磁场场周周围围所所产产生的生的电场电场麦克斯麦克斯韦韦2感感应电动势应电动势(
3、1)感感应电动势应电动势：感生感生电场电场中的中的导导体正是在体正是在_的作用下，自的作用下，自由由电电荷荷发发生定向移生定向移动动，形成，形成_或或_.(2)非静非静电电力就是力就是_对对自由自由电电荷的作用荷的作用二、二、电电磁感磁感应现应现象中的洛象中的洛伦兹伦兹力力感生感生电场电场力力电电流流产产生生电动势电动势感生感生电场电场1.动动生生电动势电动势：导导体在磁体在磁场场中中_运运动时产动时产生的生的电动势电动势2.产产生原因：由于生原因：由于导导体中的自由体中的自由电电子受到子受到_作用引起的，使自由作用引起的，使自由电电荷做定向移荷做定向移动动的非静的非静电电力是力是_3.切割切
4、割导导体的特点：运体的特点：运动动的的导导体是体是_，所在的，所在的电电路是路是_电电路路切割磁感切割磁感线线洛洛伦兹伦兹力力洛洛伦兹伦兹力力电电源源内内核心要点突破核心要点突破一、感生一、感生电动势电动势1产产生机理生机理如如图图451所示，当磁所示，当磁场变场变化化时时，产产生的感生生的感生电电场场的的电场线电场线是与磁是与磁场场方向垂直的曲方向垂直的曲线线如果空如果空间间存存在在闭闭合合导导体，体，导导体中的自由体中的自由电电荷就会在荷就会在电场电场力的作力的作用下定向移用下定向移动动，而，而产产生感生感应电应电流，或者流，或者说导说导体中体中产产生了感生了感应电动势应电动势图图451图
5、图4522特点特点(1)感生感生电场电场是一种是一种涡涡旋旋电场电场，电场线电场线是是闭闭合的合的.(2)感生感生电场电场的的产产生跟空生跟空间间中是否存在中是否存在闭闭合合电电路无路无关关.3方向判定方向判定感生感生电场电场的方向根据的方向根据闭闭合合电电路路(或假想的或假想的闭闭合合电电路路)中感中感应电应电流的方向确定，即利用楞次定律判断流的方向确定，即利用楞次定律判断.即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1某空某空间间出出现现了如了如图图453所示的磁所示的磁场场，当磁感，当磁感应应强强度度变变化化时时，在垂直于磁，在垂直于磁场场的方向上会的方向上会产产生感生生感生
6、电场电场，有关磁感，有关磁感应应强强度的度的变变化与感生化与感生电场电场的方向关的方向关系描述正确的是系描述正确的是()图图453A当磁感当磁感应应强强度均匀增大度均匀增大时时，感生，感生电场电场的的电场线电场线从上向下看从上向下看应为顺时针应为顺时针方向方向B当磁感当磁感应应强强度均匀增大度均匀增大时时，感生，感生电场电场的的电场线电场线从上向下看从上向下看应为应为逆逆时针时针方向方向C当磁感当磁感应应强强度均匀减小度均匀减小时时，感生，感生电场电场的的电场线电场线从上向下看从上向下看应为顺时针应为顺时针方向方向D当磁感当磁感应应强强度均匀减小度均匀减小时时，感生，感生电场电场的的电场线电场
7、线从上向下看从上向下看应为应为逆逆时针时针方向方向解析：解析：选选AD.感生感生电场电场中中电场线电场线的方向用楞次定律的方向用楞次定律来判定：原磁来判定：原磁场场向上且磁感向上且磁感应应强强度在增大，在周度在增大，在周围围有有闭闭合合导线导线的情况下，感的情况下，感应电应电流的磁流的磁场场方向方向应应与原与原磁磁场场方向相反，即感方向相反，即感应电应电流的磁流的磁场场方向向下，再由方向向下，再由右手螺旋定右手螺旋定则则得到感得到感应电应电流的方向是：从上向下看流的方向是：从上向下看应为顺时针应为顺时针方向，方向，则则感生感生电场电场的方向从上向下看也的方向从上向下看也为顺时针为顺时针方向；同
8、理可知，原磁方向；同理可知，原磁场场方向向上且磁感方向向上且磁感应应强强度减小度减小时时，感生，感生电场电场的方向从上向下看的方向从上向下看应为应为逆逆时针时针方向方向选项选项AD正确正确二、二、动动生生电动势电动势1产产生机理生机理一段一段导导体在做切割磁感体在做切割磁感线线运运动时动时，导导体内自由体内自由电电荷荷随随导导体在磁体在磁场场中运中运动动，则则必受洛必受洛伦兹伦兹力，自由力，自由电电荷荷在洛在洛伦兹伦兹力作用下力作用下产产生定向移生定向移动动，这样这样自由自由电电荷在荷在导导体两端聚集，从而使体两端聚集，从而使导导体两端体两端产产生生电势电势差，差，这这就就是是动动生生电动势电
9、动势，此，此时时若若电电路路闭闭合，合，则电则电路中路中产产生感生感应电应电流流说说明：明：(1)当当电电路不路不闭闭合合时时，切割磁感，切割磁感线线的的导导体两端体两端积积聚聚电电荷，荷，则则在在导导体内体内产产生附加生附加电场电场，电电荷在受洛荷在受洛伦兹伦兹力的同力的同时时也受也受电场电场力作用力作用(2)电动势电动势的的产产生与生与电电路是否路是否闭闭合无关合无关2方向判定方向判定动动生生电动势电动势的方向用右手定的方向用右手定则则来判定，即来判定，即“四指四指”指指电动势电动势的方向的方向3对动对动生生电动势电动势中中电电荷所受洛荷所受洛伦兹伦兹力的理解力的理解(1)运运动导动导体中
10、的自由体中的自由电电子，不子，不仅仅随随导导体以速度体以速度v运运动动，而且，而且还还沿沿导导体以体以速度速度u做定向移做定向移动动，如，如图图454所所示因此，示因此，导导体中的体中的电电子的合速度子的合速度v合合等于等于v和和u的矢量和，所以的矢量和，所以电电子受子受到的洛到的洛伦兹伦兹力力为为F合合ev合合B，F合合与与合速度合速度v合合 垂直垂直图图454(2)从做功角度分析，由于从做功角度分析，由于F合合与与v合合垂直，它垂直，它对电对电子子不做功，更具体地不做功，更具体地说说，F合合的一个分量是的一个分量是F1evB，这这个分力做功，个分力做功，产产生生动动生生电动势电动势F合合的
11、另一个的另一个分量是分量是F2euB，阻碍，阻碍导导体运体运动动做做负负功可以功可以证证明明两个分力两个分力F1和和F2所做的功的代数和所做的功的代数和为为零零结结果仍果仍然是洛然是洛伦兹伦兹力并不提供能量，而只是起力并不提供能量，而只是起传递传递能量能量的作用，即外力克服洛的作用，即外力克服洛伦兹伦兹力的一个分力力的一个分力F2所做所做的功通的功通过过另一个分力另一个分力F1转转化化为为能量能量即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A动动生生电动势电动势是洛是洛伦兹伦兹力的一个分力力的一个分力对导对导体中自体中自由由电电荷做功而引起
12、的荷做功而引起的B因因为为洛洛伦兹伦兹力力对对运运动电动电荷始荷始终终不做功，所以不做功，所以动动生生电动势电动势不是由洛不是由洛伦兹伦兹力而力而产产生的生的C动动生生电动势电动势的方向可以由右手定的方向可以由右手定则则来判定来判定D导导体棒切割磁感体棒切割磁感线产线产生感生感应电应电流，受到的安培流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反力一定与受到的外力大小相等、方向相反解解析析：选选AC.洛洛伦伦兹兹力力的的一一个个分分力力对对导导体体中中自自由由电电荷荷做做功功是是产产生生动动生生电电动动势势的的本本质质，A、C正正确确，B错错误误；只只有有在在导导体体棒棒做做匀匀速速切切割割
13、时时，除除安安培培力力以以外外的的力力的的合合力力才才与与安安培培力力大大小小相相等等、方方向向相相反反，做做变变速速运运动时动时不成立，故不成立，故D错误错误课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一感应电场方向的判断感应电场方向的判断例例例例1 1 如如图图455所示，内壁光滑、所示，内壁光滑、水平放置的玻璃水平放置的玻璃圆环圆环内，有一直径略内，有一直径略小于小于圆环圆环直径的直径的带带正正电电的小球，以速的小球，以速率率v0沿逆沿逆时针时针方向匀速方向匀速转动转动，若在此，若在此空空间间突然加上方向突然加上方向竖竖直向上、磁感直向上、磁感应应强强度度B随随时间时间成正比例增加的成正比例增加的
14、变变化磁化磁场场设设运运动过动过程中小球程中小球带电带电荷量不荷量不变变，那么，那么()图图455A小球小球对对玻璃玻璃圆环圆环的的压压力一定不断增大力一定不断增大B小球所受的磁小球所受的磁场场力一定不断增大力一定不断增大C小球先沿逆小球先沿逆时针时针方向减速运方向减速运动动，之后沿，之后沿顺时针顺时针方向加速运方向加速运动动D磁磁场场力力对对小球一直不做功小球一直不做功【思路点思路点拨拨】解答本解答本题时题时可按以下思路分析：可按以下思路分析：【精精讲讲精析精析】变变化的磁化的磁场场将将产产生感生生感生电场电场，这这种种感生感生电场电场由于其由于其电场线电场线是是闭闭合的合的,也称也称为涡为
15、涡旋旋电场电场，其其场场强强方向可借助方向可借助电电磁感磁感应现应现象中感象中感应电应电流方向的流方向的判定方法，使用楞次定律判断当磁判定方法，使用楞次定律判断当磁场场增增强强时时，会，会产产生生顺时针顺时针方向的方向的涡涡旋旋电场电场，电场电场力先力先对对小球做小球做负负功使其速度减功使其速度减为为零，后零，后对对小球做正功使其沿小球做正功使其沿顺时针顺时针方向做加速运方向做加速运动动，所以，所以C正确；磁正确；磁场场力始力始终终与小球与小球运运动动方向垂直，因此始方向垂直，因此始终对终对小球不做功，小球不做功，D正确；正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：小球在水平面内沿半径方向受两
16、个力作用：环环的的压压【答案答案】CD【规规律律总结总结】本本题题的关的关键键是判断出感生是判断出感生电场电场的方的方向，感生向，感生电场对电场对小球做功，使小球做功，使带电带电小球的小球的动动能能发发生生变变化化变变式式训练训练1如如图图456所示，一金属半所示，一金属半圆环圆环置置于匀于匀强强磁磁场场中，当磁中，当磁场场突然减弱突然减弱时时，则则两端点的两端点的电势电势()AN点点电势电势高高BM点点电势电势高高C若磁若磁场场不不变变，将半，将半圆环绕圆环绕MN轴轴旋旋转转180的的过过程中，程中，N点点电势电势高高D若磁若磁场场不不变变，将半，将半圆环绕圆环绕MN轴轴旋旋转转180的的过
17、过程中，程中，M点点电势电势高高图图456解析：解析：选选BD.将半将半圆环补圆环补充充为圆为圆形回路，由楞次定形回路，由楞次定律可判断律可判断圆环圆环中中产产生的感生的感应电动势应电动势方向在半方向在半圆环圆环中中由由N指向指向M，即，即M点点电势电势高，高，B正确；若磁正确；若磁场场不不变变，半半圆环绕圆环绕MN轴轴旋旋转转180的的过过程中，由楞次定律可程中，由楞次定律可判断，半判断，半圆环圆环中中产产生的感生的感应电动势应电动势在半在半圆环圆环中由中由N指向指向M，即，即M点点电势电势高，高，D正确正确 如如图图457所示，所示，L10.5 m，L20.8 m，回路回路总电总电阻阻为为
18、R0.2 ，M0.04 kg，导轨导轨光滑，光滑，开始开始时时磁磁场场B01 T现现使磁感使磁感应应强强度以度以B/t0.2 T/s的的变变化率均化率均匀地增大，匀地增大，试试求：当求：当t为为多少多少时时，M刚刚离开地面？离开地面？(g取取10 m/s2)类型二类型二感生电动势的计算感生电动势的计算例例例例2 2图图457【思路点思路点拨拨】回路中原磁回路中原磁场场方向向下，且磁通方向向下，且磁通量增加，由楞次定律可以判知，感量增加，由楞次定律可以判知，感应电应电流的磁流的磁场场方向向上，根据安培定方向向上，根据安培定则则可以判知，可以判知，ab中的感中的感应应电电流的方向是流的方向是ab，
19、由左手定，由左手定则则可知，可知，ab所受安所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物培力的方向水平向左，从而向上拉起重物【答案答案】5 s【规规律律总结总结】在在审题时应审题时应加加强强对对某些关某些关键键“字字眼眼”的理解，如本的理解，如本题题中的中的“刚刚好好”两个字，就两个字，就说说明明了地面此了地面此时对时对物体无支持力了物体无支持力了变变式式训练训练2(2011年泉州高二年泉州高二检测检测)如如图图458所所示的匀示的匀强强磁磁场场中，有两根相距中，有两根相距20 cm固定的平行金固定的平行金属光滑属光滑导轨导轨MN和和PQ.磁磁场场方向垂直于方向垂直于MN、PQ所在所在平面平面导
20、轨导轨上放置着上放置着ab、cd两根平行的可两根平行的可动动金属金属细细棒在两棒中点棒在两棒中点OO之之间间拴一根拴一根40 cm长长的的细绳细绳，绳绳长长保持不保持不变变设设磁感磁感应应强强度度B以以1.0 T/s的的变变化率均匀减小，化率均匀减小，abdc回路的回路的电电阻阻为为0.50 .求：求：当当B减小到减小到10 T时时，两可，两可动边动边所所受磁受磁场场力和力和abdc回路消耗的功率回路消耗的功率图图458答案：答案：均均为为0.32 N0.0128 W 如如图图459所示，三角形金所示，三角形金属框架属框架MON平面与匀平面与匀强强磁磁场场B垂直，垂直，导导体体ab能能紧贴紧贴
21、金属框架运金属框架运动动，且始，且始终终与与导轨导轨ON垂直当垂直当导导体体ab从从O点点开始匀速向右平开始匀速向右平动时动时，速度，速度为为v0，试试求求bOc回路中回路中某某时时刻的感刻的感应电动势应电动势随随时间变时间变化的函数关系式化的函数关系式类型三类型三动生电动势的计算动生电动势的计算例例例例3 3图图459【思路点思路点拨拨】导导体体ab在切割磁感在切割磁感线线的运的运动过动过程程中，在回路中的有效切割中，在回路中的有效切割长长度度bc随随时间时间做做线线性性变变化，由于化，由于题题中要求的是感中要求的是感应电动势应电动势瞬瞬时时表达式，表达式，故可用公式故可用公式EBlv求解求
22、解变变式式训练训练3如如图图4510所示，金属杆所示，金属杆ab以恒定以恒定的速率的速率v在光滑平行在光滑平行导轨导轨上向右滑行，上向右滑行，设设整个整个电电路路中中总电总电阻阻为为R(恒定不恒定不变变)，整个装置置于垂直，整个装置置于垂直纸纸面面向里的匀向里的匀强强磁磁场场中，下列叙述正确的是中，下列叙述正确的是()图图4510Aab杆中的杆中的电电流与速率流与速率v成正比成正比B磁磁场场作用于作用于ab杆的安培力与速率杆的安培力与速率v成正比成正比C电电阻阻R上上产产生生的的电电热热功功率率与与速速率率v的的平平方方成成正正比比D外力外力对对ab杆做功的功率与速率杆做功的功率与速率v的平方
23、成正比的平方成正比类型四类型四电磁感应的图象问题电磁感应的图象问题例例例例4 4 如如图图4511甲甲所所示示，矩矩形形导导线线框框abcd固固定定在在匀匀强强磁磁场场中中，磁磁感感线线的的方方向向与与导导线线框框所所在在平平面面垂垂直直规规定定磁磁场场的的正正方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里，磁磁感感应应强强度度B随随时时间间变变化化的的规规律律如如图图乙乙所所示示，若若规规定定顺顺时时针针方方向向为为感感应应电电流流i的的正正方方向向，下下列列it图图(如如图图丙丙)中正确的是中正确的是()丙丙图图【答案答案】D【规规律律总结总结】有关有关电电磁感磁感应图应图象的象的选择题选择题，采，采取
24、排除法判断比取排除法判断比较简单较简单，首先利用方向排除，首先利用方向排除错误错误选项选项，其次再根据大小排除，其次再根据大小排除错误选项错误选项变变式式训训练练4(2011年年广广西西百百校校联联考考)如如图图4512所所示示，等等腰腰三三角角形形内内分分布布有有垂垂直直于于纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场，它它的的底底边边在在x轴轴上上且且长长为为2L，高高为为L，纸纸面面内内一一边边长长为为L的的正正方方形形导导线线框框沿沿x轴轴正正方方向向做做匀匀速速直直线线运运动动穿穿过过匀匀强强磁磁场场区区域域，在在t0时时刻刻恰恰好好位位于于图图4512所所示示的的位位置置，以以顺顺时时针针方方向向为为导导线线框框中中电电流流的的正正方方向向，在在图图4513中中，能能够够正正确确表表示示导导线线框的框的电电流流位移位移(Ix)关系的是关系的是()图图4512图图
