高二物理4.5《電磁感應規(guī)律的應用》學案（人教版選修3-2）

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111 4.5 感生電動勢和動生電動勢 教學目標 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過對相應物理學史的了解，培養(yǎng)熱愛科學、尊重知識的良好品德。 教學重點、 教學重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。 教學難點：對感生電動勢與動生電動勢實質的理解。 教學方法 討論法，講練結合法 教學手段 多媒體課件 教學活動 （一）引入新課 什么是電源？什么是電動勢？ 電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉化為電能的裝置。 如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值W/q，叫做電源的電動勢。用E表示電動勢，則：E=w/q 在電磁感應現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應電動勢。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學習相關的知識。 （二）進行新課 1、感應電場與感生電動勢 投影教材圖4.5-1，穿過閉會回路的磁場增強，在回路中產(chǎn)生感應電流。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運動呢？英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運動起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢，叫做感生電動勢。 例題：教材P22，例題分析 2、洛倫茲力與動生電動勢 （投影）教材P23的〈思考與討論〉 1．導體中自由電荷（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，其合運動是斜向上的。 2．自由電荷不會一直運動下去。因為C、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，當電場力等于洛倫茲力時，自由電荷不再定向運動。 3．C端電勢高。 4．導體棒中電流是由D指向C的。 一段導體切割磁感線運動時相當于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。 如圖所示，導體棒運動過程中產(chǎn)生感應電流，試分析電路中的能量轉化情況。 導體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運動方向相反，阻礙導體棒的運動，導體棒要克服安培力做功，將機械能轉化為電能。 磁場變強 （四）實例探究 【例1】如圖所示，一個閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應電動勢，下列說法中正確的是（AC） A．磁場變化時，會在在空間中激發(fā)一種電場 B．使電荷定向移動形成電流的力是磁場力 C．使電荷定向移動形成電流的力是電場力 D．以上說法都不對 【例2】如圖所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產(chǎn)生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（AB）A．因導體運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢 B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關 C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關 D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的 【例3】如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，導軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動，則ab桿應向 上運動，速度大小為_2mgR/B2L2_，作用于ab桿上的外力大小為_2mg _ 鞏固練習 1．如圖所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內做圓周運動，當磁感應強度均勻增大時，此粒子的動能將（B） A．不變 B．增加 C．減少 D．以上情況都可能 2．穿過一個電阻為lΩ的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2Wb，則（BD） A．線圈中的感應電動勢一定是每秒減少2V B．線圈中的感應電動勢一定是2V C．線圈中的感應電流一定是每秒減少2A D．線圈中的感應電流一定是2A3．在勻強磁場中，ab、cd兩根導體棒沿兩根導軌分別以速度v1、v2滑動，如圖所示，下列情況中，能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是（C） A．v1＝v2，方向都向右B．v1＝v2，方向都向左 C．v1>v2，v1向右，v2向左D．v1>v2，v1向左，v2向右 4．如圖所示，面積為0.2m2的100匝線圈處在勻強磁場中，磁場方問垂直于線圈平面，已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律為B=（2+0.2t）T，定值電阻R1=6Ω，線圈電阻R2=4Ω，求： （1）磁通量變化率，回路的感應電動勢；（4V） （2）a、b兩點間電壓Uab（2. 4A） 5．如圖所示，在物理實驗中，常用“沖擊式電流計”來測定通過某閉合電路的電荷量．探測器線圈和沖擊電流計串聯(lián)后，又能測定磁場的磁感應強度．已知線圈匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R，把線圈放在被測勻強磁場中，開始時線圈與磁場方向垂直，現(xiàn)將線圈翻轉180，沖擊式電流計測出通過線圈的電荷量為q，由此可知，被測磁場的磁磁感應強度B=__qR/2nS__ 6．如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下面對于兩管的描述中可能正確的是（AD） A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的 B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的 C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的 111