高中物理 第四章 电磁感应 第5节 电磁感应现象的两类情况学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理学案VIP免费

第5节电磁感应现象的两类情况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，并会计算它的大小.3.知道公式E＝n与E＝Blv的区别和联系，能够应用两个公式求解感应电动势.4.会用动力学和能量观点处理电磁感应问题.一、电磁感应现象中的感生电场1.感生电场：磁场变化时在空间激发的一种电场.2.感生电动势：由感生电场产生的感应电动势.3.感生电动势中的非静电力：感生电场对自由电荷的作用.二、电磁感应现象中的洛伦兹力1.成因：导体棒做切割磁感线运动时，棒中的自由电荷随棒一起定向运动，并因此受到洛伦兹力.2.动生电动势：由于导体运动而产生的感应电动势.3.动生电动势中的非静电力：与洛伦兹力有关.判一判（1）变化的磁场能在周围产生电场.（）（2）导体切割磁感线而产生电流，导体中自由电子会受到洛伦兹力的作用.（）（3）奥斯特提出了变化的磁场会在周围产生电场.（）（4）恒定的磁场也能在周围产生感生电场.（）（5）感生电场就是感应电动势.（）（6）处于变化磁场中的导体中的自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用.（）提示：（1）√（2）√（3）×（4）×（5）×（6）√做一做（多选）某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，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方向磁场在迅速增强D.沿BA方向磁场在迅速减弱提示：选AC.根据电磁感应定律，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断.根据麦克斯韦电磁场理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中自由电荷受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间磁场变化产生的电场方向仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知A、C两项正确.想一想若导体棒垂直磁场一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去？为什么？提示：不会.若导体棒一直运动下去，当导体棒内部自由电荷在电场中所受电场力与洛伦兹力相等时，自由电荷将不再运动.对动生电动势和感生电动势的理解和应用1.对感生电场的理解（1）感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的.（2）感生电场的方向可由楞次定律判断.如图所示，当磁场增强时，产生的感生电场是与磁场方向垂直且阻碍磁场增强的电场.（3）感生电场的存在与是否存在闭合电路无关.2.动生电动势中对洛伦兹力的理解（1）运动导体中的自由电子，不仅随导体以速度v运动，而且还沿导体以速度u做定向移动，如图所示.因此，导体中的电子的合速度v合等于v和u的矢量和，所以电子受到的洛伦兹力为F合＝ev合B，F合与合速度v合垂直.（2）从做功角度分析，由于F合与v合垂直，所以它对电子不做功.命题视角1对动生电动势的理解（多选）如图所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当金属棒以b端为圆心，以ab为半径，在过导线的平面内匀速旋转到图中虚线位置时（）A.a端聚积电子B.b端聚积电子C.金属棒内电场强度等于零D.φa＞φb[解析]因金属棒所在区域的磁场的方向垂直于纸面向外，当金属棒转动时，由右手定则可知，a端的电势高于b端的电势，b端聚积电子，选项B、D正确，A错误；因a、b两端存在电压，由E＝知，金属棒内电场强度不为零，故C错误.[答案]BD命题视角2对感生电动势的分析与计算（2018·山东淄博高青一中月考）如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b）.若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是（）A.在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针B.在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针C.在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针D.在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针[思路点拨]根据B－t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，由法拉第电磁感应定律E＝＝可知，各段时间内感应电动势大小是定值，由I＝可知：感应电流大小为定值.[解析]在第1s内，由楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向，感应电流是恒定的，A错误；在1～3s内，由楞次定律知，感...