高中物理 4.5 电磁感应现象的两类情况（问题探究式）同课异构 新人教版选修3-2

1、第四章 电磁感应,学案5 电磁感应现象的两类情况,每一个电动势都对应有一种非静电力正是由于非静电力做功把其它形式的能转化为电能,复习电动势相关知识,一）、理论探究感生电动势的产生,电流是怎样产生的,自由电荷为什么会运动,使电荷运动的力难道是变化 的磁场对其施加的力吗,猜想：使电荷运动的力可能是 洛伦兹力、静电力、或者是其它力,一.电磁感应现象中的感生电场,二）英麦克斯韦认为,磁场变化时会在周围空间激发一种电场-感生电场,闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动,产生感应电流（感生电动势,一.电磁感应现象中的感生电场,1)定义:变化的磁场在周围空间激发的电场叫感生电场(涡旋电场,3) 电场线:

2、是闭合的曲线,1、感生电场,2)方向:就是感生电流的方向. 用楞次定律判断,三）、感生电场与感生电动势,一.电磁感应现象中的感生电场,3、应用实例-电子感应灯,第四代照明灯具：寿命是白炽灯的100倍，节能比传统意义节能灯还节能一倍 无电极、无灯丝、高光效、高显色、长寿命,一.电磁感应现象中的感生电场,电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向

3、一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速,3、应用实例-电子感应加速器,一.电磁感应现象中的感生电场,柱形电磁铁产生磁场。磁场中安置一个环形真空管道。 当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。 射入其中的电子就受到感应电场的持续作用而被不断加速,3、应用实例-电子感应加速器,一.电磁感应现象中的感生电场,3、应用实例-电子感应加速器,电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时

4、针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速,一.电磁感应现象中的感生电场,电子带负电,电场应沿顺时针方向,由楞次定律可知：原磁场应该由弱变强,某空间出现了如右图所示的闭合的电场，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方向磁场在迅速增加 C沿BA方向磁场在迅速增加 D沿BA方向磁场在迅速减弱,1,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正确,导体切割磁感线时也会产生感应电动势动生电动势,该电动势产生的机理是什么?非静电力又与什么有关呢,二.电磁感应现象中的洛伦兹

5、力,一）、理论探究动生电动势的产生,思考与讨论,1、动生电动势是怎样产生的,2、什么力充当非静电力,提 示,导体中的自由电荷受到 什么力的作用,导体棒的哪端电势比较高,非静电力与洛伦兹力有关吗,二.电磁感应现象中的洛伦兹力,理论分析,二.电磁感应现象中的洛伦兹力,v,f,f,f,v,导体两端产生电势差动生电动势,动生电动势是导体中的自由电荷在磁场中受到洛仑兹力作用的结果,f,二）动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关,C,D,二.电磁感应现象中的洛伦兹力,探 究,二.电磁感应现象中的洛伦兹力,如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，

6、MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为() Aca,21 Bac,21 Cac,12 Dca,12,根据右手定则：电流方向该为N到M，即通过电阻为a到c,2,EBlv,电动势变为2倍,1.如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是202，电阻为1，磁感应强度以100Ts的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大,2.如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R13， R26，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B0.5T。当AB向右以v5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、 R2的电流大小,动生电动势,感生电动势,特点,磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量变化,闭合回路的任何部分都不动，空间磁场变化导致回路中磁通量变化,原因,由于S变化引起回路中变化,非静电力是洛