第五節(jié)電磁感應規(guī)律的應用第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一教學目標

（一）知識與技能1．知道感生電場。2．知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。（二）過程與方法

通過同學們之間的討論、研究增強對兩種電動勢的認知深度，同時提高學習物理的興趣。（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：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(zhì)的理解。

教學方法：討論法，講練結合法

教學用具：多媒體課件

第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一+++---+++++++++復習電動勢相關知識每一個電動勢都對應有一種非靜電力——正是由于非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。問題:感應電動勢對應的非靜電力是一種什么樣的作用?電路中電動勢的作用是

某種非靜電力對自由電荷的作用。第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一一、理論探究感生電動勢的產(chǎn)生電流是怎樣產(chǎn)生的？自由電荷為什么會運動？使電荷運動的力難道是變化的磁場對其施加的力嗎？猜想：使電荷運動的力可能是洛倫茲力、靜電力、或者是其它力磁場變強第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一一個閉合電路靜止于磁場中,由于磁場強弱的變化,閉合電路內(nèi)產(chǎn)生了感應電動勢.這種情況下,哪一種作用是非靜電力?一、感生電場與感生電動勢感生電場模擬動畫演示磁場變強第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一(1)定義:(3)電場線:1、感生電場(2)方向:一、感生電場與感生電動勢磁場變強變化的磁場在周圍空間激發(fā)的電場叫感生電場(渦旋電場).就是感生電流的方向.用楞次定律判斷.是閉合的曲線.第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一感生電場是產(chǎn)生感生電動勢的原因.2、感生電動勢：一、感生電場與感生電動勢感生電動勢所對應的非靜電力是由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢.感生電場對自由電荷的作用.第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一〔英〕麥克斯韋認為：磁場變化時會在周圍空間激發(fā)一種電場-----感生電場閉合導體中的自由電荷在這種電場下做定向運動產(chǎn)生感應電流（感生電動勢）第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一3、應用實例---電子感應加速器電子感應加速器是用感生電場來加速電子的一種設備。鐵芯電子束環(huán)形真空管道線圈第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一

它的柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生磁場。在磁場中安置一個環(huán)形真空管道作為電子運行的軌道。當磁場發(fā)生變化時，就會沿管道方向產(chǎn)生感生電場。射入其中的電子就受到感生電場的持續(xù)作用而不斷加速。問題:電子加速應該具備什么條件?能否加速質(zhì)子等其他粒子?第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一

如圖,100匝線圈兩端A、B與一個電壓表相連.線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)方向磁場,線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化．

(1)電壓表的讀數(shù)應該等于多少？

(2)請在線圈位置上標出感生電場的方向．

(3)Ａ、Ｂ兩端，哪端應該與電壓表標＋號的接線柱連接？例與練1(1)50V(3)A端第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一1.導體切割磁感線時也會產(chǎn)生感應電動勢,該電動勢產(chǎn)生的機理是什么?2.導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的大小與哪些因素有關?3.它是如何將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的?二、洛倫茲力與動生電動勢第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一

1、自由電荷會隨著導體棒運動,并因此受到洛倫茲力。導體中自由電荷的合運動在空間大致沿什么方向？為了方便，可以認為導體中的自由電荷是正電荷。分析與解答: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。第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一2、導體棒一直運動下去，自由電荷是否也會沿著導體棒一直運動下去?為什么?分析與解答: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.DXXXXXXXXXXXXXXXCLF洛F電V第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一分析與解答:3、C端電勢高。DXXXXXXXXXXXXXXXCLF洛F電V從能的角度定量了解動生電動勢分析與解答:4、導體棒中電流是由D指向C的。此時導體棒可以看作是一個電源，導體棒切割磁感線產(chǎn)生了動生電動勢。

3、導體棒的哪端電勢比較高?4、如果用導線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上，導體棒中電流是沿什么方向的?第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一1、由于導體的運動(切割磁感線)而產(chǎn)生的感應電動勢叫動生電動勢.

注意：動生電動勢與洛倫茲力有關，但洛倫茲力始終不做功.2、動生電動勢所對應的非靜電力是洛倫茲力的分力.二、洛倫茲力與動生電動勢第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一光滑金屬導軌L=0.4m,電阻不計,均勻變化的磁場穿過整個導軌平面,如圖甲.磁場的磁感應強度隨時間變化的情況如圖乙.金屬棒ab的電阻為1Ω,自t=0時刻開始從導軌最左端以v=1m/s的速度向右勻速運動,則()A.1s末回路中電動勢為0.8VB.1s末ab棒所受磁場力為0.64NC.1s末回路中電動勢為1.6VD.1s末ab棒所受磁場力為1.28NvB/Tt/s0.52011.0甲乙CD例與練2第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一動生電動勢感生電動勢特點磁場不變，閉合電路的整體或局部在磁場中運動導致回路中磁通量變化閉合回路的任何部分都不動，空間磁場變化導致回路中磁通量變化原因由于S變化引起回路中變化由于B變化引起回路中變化非靜電力是洛侖茲力的分力，由洛侖茲力對運動電荷作用而產(chǎn)生電動勢變化磁場在它周圍空間激發(fā)感生電場，非靜電力是感生電場力，由感生電場力對電荷做功而產(chǎn)生電動勢方向的來源非靜電力楞次定律楞次定律或右手定則第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一如圖，兩個相連的金屬圓環(huán)，粗金屬圓環(huán)的電阻為細金屬圓環(huán)電阻的一半。磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當磁感應隨時間均勻變化時，在粗環(huán)里產(chǎn)生的感應電動勢為E，則ab兩點間的電勢差為（）A．E/2B．E/3C．2E/3D．E

例與練3C第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一如圖，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)有一帶負電小球，整個裝置處于豎直向下的磁場中，當磁場突然增大時，小球?qū)ⅲǎ〢、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)例與練4A第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一

有一面積為S=100cm2的金屬環(huán)，電阻R=0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如下圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時間內(nèi)，通過金屬環(huán)的電荷量是多少？例與練5第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一如圖所示，豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B0=0.5T，并且以△B/△t=0.1T/S在變化.水平軌道電阻不計，且不計摩擦阻力，寬0.5m的導軌上放一電阻R0=0.1Ω的導體棒，并用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量為M=0.2kg的重物，軌道左端連接的電阻R=0.4Ω，圖中的L=0.8m，求至少經(jīng)過多長時間才能吊起重物。例與練6分析：第28