2020高中物理 第四章 第五节 感生电动势和动生电动势导学案 新人教版选修3-2

2020高中物理 第四章 第五节 感生电动势和动生电动势导学案 新人教版选修3-2

感生电动势和动生电动势 ‎ 一、学习目标 ‎1．知道感生电场。‎ ‎2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系 二、预习案 ‎（一）、电磁感应现象中的感生电场 ‎1．感生电场：英国物理学家麦克斯韦认为，磁场 时会在空间激发一种电场——感生电场．‎ ‎2．感生电动势：由 产生的电动势叫做感生电动势。 的方向与所产生的 方向相同，可根据楞次定律和右手螺旋定则来判断，感生电动势中的“非静电力”是 对自由电荷的作用．‎ ‎（二）、电磁感应现象中的洛伦兹力 ‎1．动生电动势：由于 而产生的感应电动势．‎ ‎2．动生电动势中的“非静电力”：自由电荷因随导体棒运动而受到 ，非静电力与 .有关．‎ ‎3．动生电动势中的功能关系：闭合电路中，导体棒做切割磁感线运动时，克服 做功，其他形式的能转化为 .‎ 三、课上探究 ‎（一）、理论探究感生电动势的产生 ‎1、在图中画出感应电流的方向。‎ ‎2、是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动？‎ ‎3、感生电场的存在与闭合回路的存在有无关系？感生电场的方向如何？‎ ‎（二）、实际应用----电子感应加速器 ‎1、说出穿过真空室内磁场的方向？‎ ‎2、由图知电子沿什么方向运动？‎ ‎3、要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何？‎ ‎4、由感生电场引起的磁场方向如何？线圈中电流怎样变化？‎ ‎（三）、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 ‎1、导体中的自由电荷受到什么力的作用？它将沿导体棒向哪个方向运动？‎ ‎2、导体棒的哪端电势比较高？‎ ‎3、非静电力与洛伦兹力有关吗？‎ ‎4、如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中的电流沿什么方向？‎ 讨论 ‎1、洛伦兹力做功吗？‎ ‎2、能量是怎样转化的？‎ ‎3、推导动生电动势的表达 例题：光滑导轨上架一个直导体棒MN，设MN向右匀速运动的速度为V，MN长为L,不计其他电阻求：‎ ‎（1）导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向？‎ ‎（2）导体MN受到的外力的大小和方向？‎ ‎（3）MN向右运动S位移，外力克服安培力做功的表达式是什么？‎ ‎（4）在MN向右运动S位移过程中感应电流做功是多少？‎ 练习：1、一个带正电粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的（    ）‎ A.动能不变            B.动能增大 C.动能减小            D.以上情况都可能 ‎2、‎ 如图所示，一正方形闭合金属线框，从距离匀强磁场上边界h高处，由静止开始沿竖直平面自由下落，线圈平面始终垂直于匀强磁场的方向，且磁场区域高度大于线框的边长．对线框进入磁场的过程，以下描述正确的是（BD　　）‎ A．线框有可能做匀变速运动 B．若线框做变速运动，加速度一定减小 C．若h足够大，线框可能反弹向上运动 D．h越大，线框的机械能损失越多 四、巩固练习 ‎1．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，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（ ）‎ A．不变 B．增加 C．减少 D．以上情况都可能 ‎2．穿过一个电阻为l Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则（ ）‎ A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V B．线圈中的感应电动势一定是2 V C．线圈中的感应电流一定是每秒减少‎2 A D．线圈中的感应电流一定是‎2 A ‎3．在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（ ）‎ 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．如图所示，面积为‎0.2 m2‎的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：‎ ‎（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；‎ ‎（2）a、b两点间电压Uab ‎5．如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量．探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转180°，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度B=__________‎ ‎6、如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（ ）‎ A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的 ‎7、如图所示，光滑导轨宽‎0.4m，均匀变化的磁场垂直穿过其面，方向如图，磁场的变化如图所示，金属棒ab的电阻为1Ω，导轨电阻不计，自t=0时，ab棒从导轨最左端，以v=‎1m/s的速度向右匀速运动，则（　 　）‎ A．1s末回路中的电动势为1.6V B．1s末棒ab受安培力大小为0.64N C．1s末回路中的电动势为0.8V D．1s末棒ab受安培力大小为1.28‎ 参考答案 ‎1、B 2、BD 3、C 4、（1）4V（2）‎2.4A 5、 6、：AD 7、AD