第5节电磁感应规律的应用(学生版)7.28

1、常州分部网址： 至善教育助您的孩子成人！成才！成功！高二物理 第5节 电磁感应规律的应用 （两课时）8.11要点归纳要点一 感生电动势是如何产生的？如何判断其方向？1.产生：如图所示.当磁场变化时，产生感生电场.感生电场的电场线是与磁场垂直的曲线.如果 空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力作用下定向移动而产 生感应电流.或者说导体中产生了感生电动势.2.方向：闭合环形回路（可假定存在）的电流方向就是感生电动势的方 向，根据楞次定律和右手定则确定.v向右运动，并且导线CD与B、 v运动.因此每个电子受到的洛伦兹力为F要点二洛伦兹力和动生电动势的关系是什么？1

2、洛伦兹力的作用：如图所示，一条导线CD在匀强磁场B中以速度v的方向互相垂直由于导体中的自由电子随导体一起以速度X XXEJX=evB，如图所示，F的方向竖直向下，在F的作用下自由电子沿导体向下运动， 使导体下端出现过剩的负电荷，导体上端出现过剩的正电荷，结果是C端的电势高于D端的电势.出现由 C端指向D端的静电场.2 .形成平衡态：新产生的电场对电子的作用力F 是向上的，与洛伦兹力的方向相反，随着导体两端正负电荷的积累，场强不断增强，当作用到自由电 子上的静电力与洛伦兹力互相平衡时，CD两端便产生了一个稳定的电势差.要点三 感应电流产生过程中的能量转化1将条形磁铁插入或拔出闭合螺线管时线圈中产

3、生感应电流感应电流的磁场阻碍磁铁与螺线管的 相对运动在整个过程中，外力克服磁场力做功把其他形式的能转化为电能.2.导体切割磁感线时回路中产生感应电流，导体受到安培力的作用，安培力的方向与推动导体运动外力的方向相反在导 体运动过程中，外力克服安培力做功，其他形式的能转化为电能.而且，克服安培力做了多少功，就有多 少其他形式的能转化为电能.一、动生电动势与感生电动势的区别与联系是什么？1相当于电源的部分不同由于导体运动产生感应电动势时，运动部分的导体相当于电源，而由于磁场变化产生感应电动势时， 磁场穿过的线圈部分相当于电源.2. 的含义不同=B AS;而感生电动导体运动产生电动势，是由于导体线框本

4、身的面积发生变化产生的.所以势，是由于AB引起的，所以 =SAB.3 .动生电动势和感生电动势的相对性动生电动势和感生电动势的划分.在某些情况下只有相对意义，将条形磁铁插入线圈中，如果在相对 于磁铁静止的参考系内观察.磁铁不动，空间中各点的磁场也没有发生变化.而线圈在运动，线圈中产生 的是动生电动势，如果在相对线圈静止的参考系内观察，则看到磁铁在运动.引起空间磁场发生变化.因 而，线圈中产生的是感生电动势.究竟把电动势看作动生电动势还是感生电动势，决定于观察者所在的参 考系.二、从电动势公式角度理解感生电动势和动生电动势1.公式E=门求出的是闭合电路的总感应电动势，可以是感生电动势，也可以是动

5、生电动势，还可At以二者兼有.如果At不是无穷小，则求出的感应电动势是/t这段时间内的平均值； 当4很小时，平均值接近瞬时值；当给出的某时刻的磁通量的变化率（或面积的变化率或磁感应强度的变化率），则求出的感应电动势为该时刻的瞬时值；如果磁通量均匀变化，则求出的感应电动势的瞬时值就等于平均值.2.公式E = Blvsin 0求出的只是切割磁感线的那部分导线中的感应电动势，是动生电动势.* 典例剖析* *一、感生电动势的运算【例1】 有一面积为S= 100 cm若用恒力F沿水平方向向右拉棒，使其平动，求导体棒的最大速度. 若导体棒从开始运动到获得最大速度发生的位移为的金属环，电阻为 R= 0.1

6、Q,环中磁场变化规律如图 4 5-4乙所 示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如 何？通过金属环的电荷量为多少？二、动生电动势的运算甲【例2】 如图所示，三角形金属导轨 EOF上放有一金属杆 AB，在外力作用下, 直，以速度v匀速从O点开始右移，设导轨与金属棒均为粗细相同的同种金属制成，( )A .电路中的感应电流大小不变B. 电路中的感应电动势大小不变C. 电路中的感应电动势逐渐增大D .电路中的感应电流逐渐减小乙AB保持与OF垂使则下列判断正确的是XOX XX A2 2 .1.一个面积S= 4X 10 m、匝数n= 100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于

7、线圈平面，磁感 应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是()A 在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率等于B. 在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C. 在开始的D .在第3s末线圈中的感应电动势等于零2闭合电路中产生的感应电动势大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比()A .磁通量B .磁感应强度C.磁通量的变化率D 磁通量的变化量3.在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是2?(0.08 Wb/s2s内线圈中产生的感应电动势等于8ViliA4如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动, 感应强度均匀增大时，此粒子的动能将()A 不变

8、 B.增加 C 减少D 以上情况都可能5.如图所示，bacd为静止于水平面上宽度为L,而长度足够长的其他部分电阻不计.ef为一可在滑轨平面上滑动，质量为 强磁场中，磁感应强度为 B,忽略所有摩擦.当磁U型金属滑轨，ac边接有电阻R, m的均匀导体棒.整个滑轨面处在竖直向上的匀效果自测至善教育版权所有严禁未经授权的任何商业用途第7页共4页网址：htt p: /s,求这一过程中电阻R上产生的热量 Q.b-题型探究题型动生电动势的综合运算典例卫 如图所示，一个边长为I的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为I的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线

9、ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框在 t= 0时，使导线框从图示位置开始 以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域.以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正.下列表示i t关系的图示中，可能正确的是 ()D【思维步步高】进入过程中哪一部分相当于电源？应该怎样进行分析研究？怎样利用线框的边长和磁 场宽度的关系？0.1 m，电阻不t拓展探究】如图所示，小灯泡规格为“ 2 V,4 W ”，接在光滑水平导轨上，导轨间距为 计.金属棒ab垂直搁在导轨上，电阻为 1 Q,整个装置处于 B = 1 T的匀强磁场 中.求：(1) 为使灯泡正常发光，ab的滑行速度为多大？(2)

10、 拉动金属棒ab的外力的功率有多大？题型 动生电动势和感生电动势的区别与联系:典例羽&如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为0 = 0.10 Q,导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离1 = 0.20 m 有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度 B与时间t的关系为B = kt，比例系数k = 0.020 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无 摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直在t= 0时刻，金属杆紧靠在 P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t = 6.0 s时金属杆所受的安培力.【思维步步高】在导

11、体棒向左运动过程中，产生的是动生电动势还是感生电动势？两种电动势是相加还是相减？求解电流时应注意什么问题？【拓展探究】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伦兹力有关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课时作业1.如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中 能使圆盘中产生感应电流的是 （）A .圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B. 圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C. 圆盘在磁场中向右匀速

12、平移D .匀强磁场均匀增加2如图所示为一弹性闭合导线圈，匀强磁场垂直纸面， 当磁感应强度 B发生变化时，观察到线圈所围的面积增大了，由此可判断B的方向和大小的情况是（）A. B垂直纸面向里，B. B垂直纸面向里，C. B垂直纸面向外， D . B垂直纸面向外，3. 如图所示，一水平放置的圆形通电线圈 1固定，另一较小的圆形线圈 2从线圈1的 正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从线圈1的正上方 下落至线圈1的正下方过程中，从上往下看线圈 2，应是（ ）A .无感应电流产生B. 有顺时针方向的感应电流C. 有先顺时针后逆时针的感应电流 D .有先逆时针后顺时针方向的感应

13、电流4. 金属杆ab水平放置在某高处，当它被平抛进入一个方向竖直向上的匀强磁场中后其上感应电动势的大小和两端电势的高低，以下说法中正确的是（）A .运动过程中感应电动势的大小不变，UaUbB. 运动过程中感应电动势的大小不变，UaUbD .由于速率不断增大，所以感应电动势变大，UaV2 , V1 向右，V2 向左D . V1V2, V1 向左，V2 向右6 .如图所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连接一阻值为 R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为V,与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等，B变大 B变小B变大B变小（如图所示），有关aA .有感应电流通过电阻B.有感应电流通过电阻C.有感应电流通过电阻设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时nBvRdBvR2dBvR,R,R,大小为大小为大小为D 没有感应电流通过电阻7均匀导线制成的单匝正方形闭合