1、電磁感應現(xiàn)象的兩類情況 在他的電磁理論中指出： 的磁場能在周圍空間激發(fā) ,這種電場叫感生電場.一、感生電場的產(chǎn)生麥克斯韋變化電場1.由 產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢.2.感生電動勢大小：E .3.方向判斷：由 定律和 定則判定.二、感生電動勢的產(chǎn)生感生電場楞次右手螺旋1.由于 產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢.2.動生電動勢大?。?(B的方向與v的方向垂直).3.方向判斷： 定則.三、動生電動勢的產(chǎn)生導體運動EBlv右手1.判斷下列說法的正誤.(1)只要磁場變化,即使沒有電路,在空間也將產(chǎn)生感生電場.()(2)處于變化磁場中的導體,其內(nèi)部自由電荷定向移動,是由于受到感生電場的作用.()(3)動生電動勢(切

2、割磁感線產(chǎn)生的電動勢)產(chǎn)生的原因是導體內(nèi)部的自由電荷受到洛倫茲力的作用.()(4)產(chǎn)生動生電動勢時,洛倫茲力對自由電荷做了功.()2.研究表明,地球磁場對鴿子識別方向起著重要作用.在北半球若某處地磁場磁感應強度的豎直分量約為5105 T.鴿子以20 m/s的速度水平滑翔,鴿子兩翅展開可達30 cm左右,則可估算出兩翅之間產(chǎn)生的動生電動勢約為_V,_(填“左”或“右”)側(cè)電勢高.3104左一、感生電場和感生電動勢1.感生電場的產(chǎn)生如圖1所示,B變化時,就會在空間激發(fā)一個感生電場E.如果E處空間存在閉合導體,導體中的自由電荷就會在電場力的作用下定向移動,而產(chǎn)生感應電流.圖12.變化的磁場周圍產(chǎn)生的

3、感生電場,與閉合電路是否存在無關(guān).如果在變化的磁場中放一個閉合回路,回路中就有感應電流,如果無閉合回路,感生電場仍然存在.3.感生電場可用電場線形象描述.感生電場是一種渦旋電場,電場線是閉合的,而靜電場的電場線不閉合.4.感生電場(感生電動勢)的方向一般由楞次定律判斷,感生電動勢的大小由法拉第電磁感應定律E 計算.例1(多選)某空間出現(xiàn)了如圖2所示的一組閉合的電場線,這可能是圖2A.沿AB方向的磁場在迅速減弱B.沿AB方向的磁場在迅速增強C.沿BA方向的磁場在迅速增強D.沿BA方向的磁場在迅速減弱閉合回路(可假定其存在)的感應電流方向就表示感生電場的方向.判斷思路如下：例2如圖3甲所示,線圈總

4、電阻r0.5 ,匝數(shù)n10,其端點a、b與R1.5 的電阻相連,線圈內(nèi)磁通量變化規(guī)律如圖乙所示.關(guān)于a、b兩點電勢a、b及兩點電勢差Uab,正確的是圖3A.ab,Uab1.5 VB.ab,Uab1.5 VC.ab,Uab0.5 V解析從題圖乙可知,線圈內(nèi)的磁通量是增大的,根據(jù)楞次定律,感應電流產(chǎn)生的磁場跟原磁場方向相反,即感應電流產(chǎn)生的磁場方向為垂直紙面向外,根據(jù)右手螺旋定則可知,線圈中感應電流的方向為逆時針方向.在回路中,線圈相當于電源,由于電流的方向是逆時針方向,所以a相當于電源的正極,b相當于電源的負極,所以a點的電勢高于b點的電勢.二、動生電場和動生電動勢1.動生電場的產(chǎn)生如圖4所示,

5、導體棒CD在勻強磁場中運動.自由電荷會隨著導體棒運動,并因此受到洛倫茲力.若CD向右勻速運動,由左手定則可判斷自由電子受到沿棒向下的洛倫茲力作用,C端電勢高,D端電勢低.隨著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,C、D兩端形成穩(wěn)定的電勢差.圖42.感生電動勢與動生電動勢的比較感生電動勢動生電動勢產(chǎn)生原因磁場的變化導體做切割磁感線運動移動電荷的非靜電力感生電場對自由電荷的電場力導體中自由電荷所受洛倫茲力沿導體方向的分力回路中相當于電源的部分處于變化磁場中的線圈部分做切割磁感線運動的導體方向判斷方法由楞次定律判斷通常由右手定則判斷,

6、也可由楞次定律判斷大小計算方法由E 計算通常由EBlvsin 計算,也可由E 計算例3如圖5所示,邊長為L的正方形線圈與足夠大的勻強磁場垂直,磁感應強度為B.當線圈按圖示方向以速度v垂直B運動時,下列判斷正確的是A.線圈中無電流,abcdB.線圈中無電流,abdcC.線圈中有電流,abcdD.線圈中有電流,abdc解析線圈在運動過程中,穿過線圈的磁通量不變,所以在線圈中不會產(chǎn)生感應電流,C、D錯誤；導線兩端有電勢差,根據(jù)右手定則,可知A錯誤,B正確.圖5學科素養(yǎng)通過例2和例3,加深對感生電動勢和動生電動勢的理解,掌握它們方向的判斷方法,并會對兩者進行區(qū)分,體現(xiàn)了“科學思維”的學科素養(yǎng).三、導體

7、棒轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生動生電動勢的計算圖6圖7例4長為l的金屬棒ab以a點為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動,如圖8所示,磁感應強度大小為B.求：圖8(1)金屬棒ab兩端的電勢差；(2)經(jīng)時間t金屬棒ab所掃過的面積中通過的磁通量為多少？此過程中的平均感應電動勢多大？解析經(jīng)時間t金屬棒ab所掃過的扇形面積1.(感生電場和感生電動勢)如圖9所示,內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上,環(huán)內(nèi)有一帶負電的小球,整個裝置處于豎直向下的磁場中,當磁場突然增強時,小球?qū)D9A.沿順時針方向運動B.沿逆時針方向運動C.在原位置附近往復運動D.仍然保持靜止狀態(tài)12342.(感生電場和感生電動勢)在豎直向

8、上的勻強磁場中,水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈,規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖10甲所示,當磁場的磁感應強度B隨時間t按如圖乙所示規(guī)律變化時,下列四個圖中正確表示線圈中感應電動勢E變化的是圖10123412343.(轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的動生電動勢)如圖11所示,直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向平行于ab邊向上.當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時,a、b、c三點的電勢分別為a、b、c.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是A.ac,金屬框中無電流B.bc,金屬框中電流方向沿abca圖111234解析金屬框abc平面與磁場方向平行,轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零,所以無感應電流產(chǎn)生,選項B、D錯誤；轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線,產(chǎn)生感應電動勢,由右手定則判斷ac,bc,選項A錯誤；12344.(平動切割產(chǎn)生的動生電動勢)如圖12所示,“”形金屬框架MON所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,金屬棒ab能緊貼金屬框架運動,且始終與ON垂直,金屬棒與金屬框架粗細相同,且由同種材料制成.當ab從O點開始(t0)勻速向右平動時,速度為v0,MON