第一篇：§3 電磁感應與電路規律的綜合應用

高三總復習學案

§3 電磁感應與電路規律的綜合應用

教學目標：

1．熟練運用右手定則和楞次定律判斷感應電流及感應電動勢的方向。2．熟練掌握法拉第電磁感應定律，及各種情況下感應電動勢的計算方法。3．掌握電磁感應與電路規律的綜合應用 教學重點：電磁感應與電路規律的綜合應用 教學難點：電磁感應與電路規律的綜合應用 教學方法：講練結合，計算機輔助教學 教學過程：

一、電路問題

1、確定電源：首先判斷產生電磁感應現象的那一部分導體（電源），其次利用E?n或E?BLvsin?求感應電動勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向。

2、分析電路結構，畫等效電路圖

3、利用電路規律求解，主要有歐姆定律，串并聯規律等

二、圖象問題

1、定性或定量地表示出所研究問題的函數關系

2、在圖象中E、I、B等物理量的方向是通過正負值來反映

3、畫圖象時要注意橫、縱坐標的單位長度定義或表達

【例1】如圖所示，平行導軌置于磁感應強度為B的勻強磁場中（方向向里），間距為L，左端電阻為R，其余電阻不計，導軌右端接一電容為C的電容器。現有一長2L的金屬棒ab放在導軌上，ab以a為軸順時針轉過90°的過程中，通過R的電量為多少？ 解析：（1）由ab棒以a為軸旋轉到b端脫離導軌的過程中，產生的感應電動勢一直增大，對C不斷充電，同時又與R構成閉合回路。ab產生感應電動勢的平均值

???t電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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E???B?S?

① ?t?t?S表示ab掃過的三角形的面積，即?S?132L?3L?L

② 22通過R的電量Q1?I?t?E?t

③ R3BL2由以上三式解得Q1?

④

2R在這一過程中電容器充電的總電量Q=CUm

⑤ Um為ab棒在轉動過程中產生的感應電動勢的最大值。即

1Um?B?2L?(??2L)?2BL2?

⑥

2聯立⑤⑥得：Q2?2BL2?C

（2）當ab棒脫離導軌后（對R放電，通過R的電量為 Q2，所以整個過程中通過 R的總電量為：

Q=Q1＋Q2=BL(23?2?C)2R電磁感應中“雙桿問題”分類解析

【例2】勻強磁場磁感應強度 B=0.2 T，磁場寬度L=3rn，一正方形金屬框邊長ab=l=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示，求：

（1）畫出金屬框穿過磁場區的過程中，金屬框內感應電流的I-t圖線

電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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（2）畫出ab兩端電壓的U-t圖線 解析：線框進人磁場區時

E1=B l v=2 V，I1?E1=2.5 A 4rl=0.1 s v方向沿逆時針，如圖（1）實線abcd所示，感電流持續的時間t1=線框在磁場中運動時：E2=0，I2=0 無電流的持續時間：t2=L?l=0.2 s，v線框穿出磁場區時：E3= B l v=2 V，I3?E3=2.5 A 4r圖（1）

此電流的方向為順時針，如圖（1）虛線abcd所示，規定電流方向逆時針為正，得I-t圖線如圖（2）所示

（2）線框進人磁場區ab兩端電壓 U1=I1 r=2.5×0.2=0.5V 線框在磁場中運動時；b兩端電壓等于感應電動勢 U2=B l v=2V 線框出磁場時ab兩端電壓：U3=E-I2 r=1.5V 由此得U-t圖線如圖（3）所示

點評：將線框的運動過程分為三個階段，第一階段ab為外電路，第二階段ab相當于開路時的電源，第三階段ab是接上外電路的電源

三、綜合例析

圖（3）

電磁感應電路的分析與計算以其覆蓋知識點多，綜合性強，思維含量高，充分體現考生能力和素質等特點，成為歷屆高考命題的特點.1、命題特點

對電磁感應電路的考查命題，常以學科內綜合題目呈現，涉及電磁感應定律、直流電路、電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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圖（2）

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功、動能定理、能量轉化與守恒等多個知識點，突出考查考生理解能力、分析綜合能力，尤其從實際問題中抽象概括構建物理模型的創新能力.2、求解策略

變換物理模型，是將陌生的物理模型與熟悉的物理模型相比較，分析異同并從中挖掘其內在聯系，從而建立起熟悉模型與未知現象之間相互關系的一種特殊解題方法.巧妙地運用“類同”變換，“類似”變換，“類異”變換，可使復雜、陌生、抽象的問題變成簡單、熟悉、具體的題型，從而使問題大為簡化.解決電磁感應電路問題的關鍵就是借鑒或利用相似原型來啟發理解和變換物理模型，即把電磁感應的問題等效轉換成穩恒直流電路，把產生感應電動勢的那部分導體等效為內電路.感應電動勢的大小相當于電源電動勢.其余部分相當于外電路，并畫出等效電路圖.此時，處理問題的方法與閉合電路求解基本一致，惟一要注意的是電磁感應現象中，有時導體兩端有電壓，但沒有電流流過，這類似電源兩端有電勢差但沒有接入電路時，電流為零.【例3】據報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機進行了一項衛星懸繩發電實驗，實驗取得了部分成功.航天飛機在地球赤道上空離地面約3000 km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機上向地心方向發射一顆衛星，攜帶一根長20 km，電阻為800 Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動.假定這一范圍內的地磁場是均勻的.磁感應強度為4×10-5T，且認為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同.根據理論設計，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可以產生約3 A的感應電流，試求：

（1）金屬懸繩中產生的感應電動勢；（2）懸繩兩端的電壓；

（3）航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能（已知地球半徑為6400 km）.命題意圖：考查考生信息攝取、提煉、加工能力及構建物理模型的抽象概括能力.錯解分析：考生缺乏知識遷移運用能力和抽象概括能力，不能于現實情景中構建模型（切割磁感線的導體棒模型）并進行模型轉換（轉換為電源模型及直流電路模型），無法順利運用直流電路相關知識突破.解題方法與技巧：將飛機下金屬懸繩切割磁感線產生感應電動勢看作電源模型，當它通過電離層放電可看作直流電路模型.如圖所示.（1）金屬繩產生的電動勢：

E=Blv=4×10-5×20×103×6.5×103 V=5.2×103 V 電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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（電離層）

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（2）懸繩兩端電壓，即路端電壓可由閉合電路歐姆定律得： U=E-Ir=5.2×103-3×800 V=2.8×103 V（3）飛機繞地運行一周所需時間

2?R2?3.14?(6400?103?3000?103)t==s=9.1×103 s 3v6.5?10則飛機繞地運行一圈輸出電能： E=UIt=2800×3×9.1×103 J=７.6×107 J 【例4】如圖所示，豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B=0.5 T，并且以

?B=0.1 T/s在?t變化，水平軌道電阻不計，且不計摩擦阻力，寬0.5 m的導軌上放一電阻R0=0.1 Ω的導體棒，并用水平線通過定滑輪吊著質量M=0.2 kg的重物，軌道左端連接的電阻R=0.4 Ω，圖中的l=0.8 m，求至少經過多長時間才能吊起重物.命題意圖：考查理解能力、推理能力及分析綜合能力

錯解分析：（1）不善于逆向思維，采取執果索因的有效途徑探尋解題思路；（2）實際運算過程忽視了B的變化，將B代入F安=BIlab，導致錯解.解題方法與技巧：

由法拉第電磁感應定律可求出回路感應電動勢：E= ①

???B?S ?t?t由閉合電路歐姆定律可求出回路中電流

I=

E

R0?R

②

由于安培力方向向左，應用左手定則可判斷出電流方向為順時針方向（由上往下看）.再根據楞次定律可知磁場增加，在t時磁感應強度為：

B′ =（B＋此時安培力為

F安=B′Ilab

由受力分析可知

F安=mg

?B·t）

?t ⑤

④

③

由①②③④⑤式并代入數據：t=495 s 電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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【例5】（2001年上海卷）半徑為a的圓形區域內有均勻磁場，磁感強度為B=0.2T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環與磁場同心地放置，磁場與環面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金屬環上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R =2Ω，一金屬棒MN與金屬環接觸良好，棒與環的電阻均忽略不計

（1）若棒以v0=5m/s的速率在環上向右勻速滑動，求棒滑過圓環直徑OO′ 的瞬時（如圖所示）MN中的電動勢和流過燈L1的電流。

（2）撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環OL2O′ 以OO′ 為軸向上翻轉90o，若此時磁場隨時間均勻變化，其變化率為ΔB/Δt=4T/s，求L1的功率。解析：（1）棒滑過圓環直徑OO′ 的瞬時，MN中的電動勢 E1=B2a v=0.2×0.8×5=0.8V

① 等效電路如圖（1）所示，流過燈L1的電流 I1=E1/R=0.8/2=0.4A

②

圖（1）（2）撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環OL2O′ 以OO′ 為軸向上翻轉90o，半圓環OL1O′中產生感應電動勢，相當于電源，燈L2為外電路，等效電路如圖（2）所示，感應電動勢 E2=ΔФ/Δt=0.5×πa2×ΔB/Δt=0.32V

③ L1的功率

P1=(E2/2)2/R=1.28×102W

四、針對練習

1.（1999年廣東）如圖所示，MN、PQ為兩平行金屬導軌，M、P間連有一阻值為R的電阻，導軌處于勻強磁場中，磁感應強度為B，磁場方向與導軌所在平面垂直，圖中磁場垂直紙面向里.有一金屬圓環沿兩導軌滑動，速度為v，與導軌接觸良好，圓環的直徑d與兩導軌間的距離相等.設金屬環與導軌的電阻均可忽略，當金屬環向右做勻速運動時

圖（2）

A.有感應電流通過電阻R，大小為

?dBvRdBv R

B.有感應電流通過電阻R，大小為電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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C.有感應電流通過電阻R，大小為D.沒有感應電流通過電阻R

2dBv

R2.在方向水平的、磁感應強度為0.5 T的勻強磁場中，有兩根豎直放置的導體軌道cd、e f，其寬度為1 m，其下端與電動勢為12 V、內電阻為1 Ω的電源相接，質量為0.1 kg的金屬棒MN的兩端套在導軌上可沿導軌無摩擦地滑動，如圖所示，除電源內阻外，其他一切電阻不計，g=10 m/s2，從S閉合直到金屬棒做勻速直線運動的過程中 A.電源所做的功等于金屬棒重力勢能的增加 B.電源所做的功等于電源內阻產生的焦耳熱 C.勻速運動時速度為20 m/s

D.勻速運動時電路中的電流強度大小是2 A 3.兩根光滑的金屬導軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導軌的左端接有電阻R，導軌自身的電阻可忽略不計.斜面處在勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上.質量為m、電阻可不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導軌勻速上滑，并上升h高度.如圖所示，在這過程中

A.作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零

B.作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發出的焦耳熱之和

C.恒力F與安培力的合力所做的功等于零

D.恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發出的焦耳熱 4.如圖所示，空間存在垂直于紙面的均勻磁場，在半徑為a的圓形區域內、外，磁場方向相反，磁感應強度的大小均為B.一半徑為b，電阻為R的圓形導線環放置在紙面內，其圓心與圓形區域的中心重合.在內、外磁場同時由B均勻地減小到零的過程中，通過導線截面的電量Q=_________.5.兩根相距d=0.20 m的平行金屬長導軌固定在同一水平面內，并處于豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.20 T，導軌上面橫放著兩條金屬細桿，構成矩形閉合回路.每條金屬細桿的電阻為r=0.25 Ω，回路中其余部分的電阻可不計，已知兩金屬細桿在平行導軌的拉力作用下沿導軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5.0 m/s，如圖所示，不計導軌上的摩擦.電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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（1）求作用于每條金屬細桿的拉力的大小.（2）求兩金屬細桿在間距增加0.40 m的滑動過程中共產生的熱量.6.（1999年上海）如圖所示，長為L、電阻r=0.3 Ω、質量m=0.1 kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上，兩導軌間距也是L，棒與導軌間接觸良好，導軌電阻不計，導軌左端接有R=0.5 Ω的電阻，量程為0～3.0 A的電流表串接在一條導軌上，量程為0～1.0 V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導軌平面的勻強磁場向下穿過平面.現以向右恒定外力F使金屬棒右移.當金屬棒以v=2 m/s的速度在導軌平面上勻速滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，而另一個電表未滿偏.問：（1）此滿偏的電表是什么表?說明理由.（2）拉動金屬棒的外力F多大?（3）此時撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導軌上.求從撤去外力到金屬棒停止運動的過程中通過電阻R的電量.7.如圖所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導軌，其間距為l，導軌平面與水平面的夾角為θ.整個裝置處在磁感應強度為B的，方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中.AC端連有電阻值為R的電阻.若將一質量M，垂直于導軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會有加速和勻速兩個運動階段.今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端.求：（1）EF棒下滑過程中的最大速度.（2）EF棒自BD端出發又回到BD端的整個過程中，有多少電能轉化成了內能（金屬棒、導軌的電阻均不計）? 8.在磁感應強度為B=0.4 T的勻強磁場中放一個半徑r0=50 cm的圓形導軌，上面擱有互相垂直的兩根導體棒，一起以角速度ω=103 rad/s逆時針勻速轉動.圓導軌邊緣和兩棒中央通過電刷與外電路連接，若每根導體棒的有效電阻為R0=0.8 Ω，外接電阻R=3.9 Ω，如所示，求：（1）每半根導體棒產生的感應電動勢.（2）當電鍵S接通和斷開時兩電表示數（假定RV→∞，RA→0）.參考答案：

電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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1.B.提示：將圓環轉換為并聯電源模型，如圖 2.CD 3.AD 4.Q=IΔt=?B(2a2?b2)R或Q=?B(b2?2a2)R

5.（1）3.2×10-2 N（2）1.28×10-2 J 提示：將電路轉換為直流電路模型如圖.6.（1）電壓表

理由略（2）F=1.6 N（3）Q=0.25 C

7.（1）如圖所示，當EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中，受力情況如圖所示.安培力：F安=BIl=BBlvl R

Mgsin?-B根據牛頓第二定律：a=

MBlvLR

①

所以，EF由靜止開始做加速度減小的變加速運動.當a=0時速度達到最大值vm.由①式中a=0有：Mgsinθ-B2l2vm/R=0 vm=

②

MgRsin?

B2l2（2）由恒力F推至距BD端s處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達最大速度vm開始勻速.設EF棒由BD從靜止出發到再返回BD過程中，轉化成的內能為ΔE.根據能的轉化與守恒定律：

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Fs-ΔE=1Mvm2

2③

ΔE=Fs-1MgRsin?2 M（）2B2l2

④

8.（1）每半根導體棒產生的感應電動勢為 E1=Blv=121Blω=×０.4×103×（0.5）2 V=50 V.22（2）兩根棒一起轉動時，每半根棒中產生的感應電動勢大小相同、方向相同（從邊緣指向中心），相當于四個電動勢和內阻相同的電池并聯，得總的電動勢和內電阻 為E=E1=50 V，r=11?R0=0.1 Ω 42當電鍵S斷開時，外電路開路，電流表示數為零，電壓表示數等于電源電動勢，為50 V.當電鍵S′接通時，全電路總電阻為 R′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω.由全電路歐姆定律得電流強度（即電流表示數）為 I=E50? A=12.5 A.r?R?4此時電壓表示數即路端電壓為

U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（電壓表示數）或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V

電磁感應——電磁感應與電路規律的綜合應用

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第二篇：《電磁感應規律的應用》教案

選修3-2第四章第5節《電磁感應規律的應用》

一、教材分析

由感生電場產生的感應電動勢—感生電動勢，由導體運動而產生的感應電動勢—動生電動勢。這是按照引起磁通量變化的原因不同來區分的。感生電動勢與動生電動勢的提出，涉及到電磁感應的本質問題，但教材對此要求不高。教學中要讓學生認識到變化的磁場可以產生電場，即使沒有電路，感生電場依然存在，這是對電磁感應現象認識上的飛躍。

二、教學目標

1．知識目標：（1）．知道感生電場。

（2）．知道感生電動勢和動生電動勢及其區別與聯系。2．能力目標：

理解感生電動勢與動生電動勢的概念 3．情感、態度和價值觀目標：

（1）。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。

（2）。通過對相應物理學史的了解，培養熱愛科學、尊重知識的良好品德。

三、教學重點難點

重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。

難點：對感生電動勢與動生電動勢實質的理解。

四、學情分析

學生學習了《楞次定律》、《法拉第電磁感應定律》內容之后，本節重點是使學生理解感生電動勢和動生電動勢的概念，因此要想方設法引導學生通過課前預習和課堂上的探究性學習來達到這個目的。

五、教學方法

1．分組探究討論法，講練結合法

2．學案導學：見后面的學案。

3．新授課教學基本環節：預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發導學案、布置預習

六、課前準備

1．學生的學習準備：結合本節學案來預習本節課本內容。

2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學 案。

3．教學環境的設計和布置：以學習小組為單位課前預習討論兩個重要概念及其實質。

七、課時安排：1課時

八、教學過程

(一)預習檢查、總結疑惑

檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。

（二）情景導入、展示目標。

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。

W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q，叫做電源

E?的電動勢。用E表示電動勢，則：

Wq

在電磁感應現象中，要產生電流，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。

設計意圖：步步導入，吸引學生的注意力，明確學習目標。

（三）合作探究、精講點撥。

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，在回路中產生感應電流。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發生定向運動呢？英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時在空間激發出一種電場，這種電場對自由電荷產生了力的作用，使自由電荷運動起來，形成了電流，或者說產生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產生的感應電動勢，叫做感生電動勢。

2、洛倫茲力與動生電動勢（投影）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。由于導體運動而產生的電動勢叫動生電動勢。

如圖所示，導體棒運動過程中產生感應電流，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。

（四）實例探究 感生電場與感生電動勢

【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，而使電路中產生了感應電動勢，下列說法中正確的是（）

A．磁場變化時，會在在空間中激發一種電場

磁場變強

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 洛侖茲力與動生電動勢

【例2】如圖所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（）

A．因導體運動而產生的感應電動勢稱為動生電動勢 B．動生電動勢的產生與洛侖茲力有關 C．動生電動勢的產生與電場力有關

D．動生電動勢和感生電動勢產生的原因是一樣的

解析：如圖所示，當導體向右運動時，其內部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運動，于是在棒的B端出現負電荷，而在棒的 A端顯示出正電荷，所以A端電勢比 B端高．棒 AB就相當于一個電源，正極在A端。綜合應用

【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_________運動，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________ 答案：1.AC

2.AB

3.向上

2mgR

2mg B2L2

（四）反思總結，當堂檢測。

教師組織學生反思總結本節課的主要內容，并進行當堂檢測。設計意圖：引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）

（五）發導學案、布置預習。

結合學案進一步加深對相關概念的理解和記憶，練習學案習題，并完成本節的課后練習及課后延伸拓展作業。

設計意圖：布置下節課的預習作業，并對本節課鞏固提高。教師課后及時批閱本節的延伸拓展訓練。

九、板書設計

一、感應電場與感生電動勢

磁場的變化而激發的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產生的感應電動勢，叫做感生電動勢。

二、洛倫茲力與動生電動勢

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。由于導體運動而產生的電動勢叫動生電動勢。

十、教學反思

第三篇：電磁感應基本規律及其應用

電磁感應基本規律及其應用

熱點題型一　電磁感應現象的判斷

1.常見的產生感應電流的三種情況

2．判斷電路中能否產生感應電流的一般流程

熱點題型二　感應電流方向的兩種判斷方法

1．用楞次定律判斷

(1)楞次定律中“阻礙”的含義：

2．用右手定則判斷

該方法只適用于切割磁感線產生的感應電流，注意三個要點：

(1)掌心——磁感線垂直穿入掌心；

(2)拇指——指向導體運動的方向；

(3)四指——指向感應電流的方向．

熱點題型三　楞次定律推論的應用

楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的原因，列表說明如下：

內容

例證

阻礙原磁通量變化—“增反減同”

阻礙相對運動——“來拒去留”

使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”

阻礙原電流的變化——“增反減同”

熱點題型四　三定則一定律的應用

1.安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應用對比

基本現象

因果關系

應用規律

運動電荷、電流產生磁場

因電生磁

安培定則

磁場對運動電荷、電流有作用力

因電受力

左手定則

部分導體做切割磁感線運動

因動生電

右手定則

閉合回路磁通量變化

因磁生電

楞次定律

2.“三個定則”和“一個定律”的因果關系

(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；

(2)因動而生電(v、B→I安)→右手定則；

(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則；

(4)因磁而生電(S、B→I安)→楞次定律．

第四篇：電磁感應定律的應用教案.

電磁感應定律應用

【學習目標】

1．了解感生電動勢和動生電動勢的概念及不同。2．了解感生電動勢和動生電動勢產生的原因。

3．能用動生電動勢和感生電動勢的公式進行分析和計算。

【要點梳理】

知識點

一、感生電動勢和動生電動勢

由于引起磁通量的變化的原因不同感應電動勢產生的機理也不同，一般分為兩種：一種是磁場不變，導體運動引起的磁通量的變化而產生的感應電動勢，這種電動勢稱作動生電動勢，另外一種是導體不動，由于磁場變化引起磁通量的變化而產生的電動勢稱作感生電動勢。

1．感應電場

19世紀60年代，英國物理學家麥克斯韋在他的電磁場理論中指出，變化的磁場會在周圍空間激發一種電場，我們把這種電場叫做感應電場。

靜止的電荷激發的電場叫靜電場，靜電場的電場線是由正電荷發出，到負電荷終止，電場線不閉合，而感應電場是一種渦旋電場，電場線是封閉的，如圖所示，如果空間存在閉合導體，導體中的自由電荷就會在電場力的作用下定向移動，而產生感應電流，或者說導體中產生感應電動勢。

要點詮釋：感應電場是產生感應電流或感應電動勢的原因，感應電場的方向也可以由楞次定律來判斷。感應電流的方向與感應電場的方向相同。

2．感生電動勢

（1）產生：磁場變化時會在空間激發電場，閉合導體中的自由電子在電場力的作用下定向運動，產生感應電流，即產生了感應電動勢。

（2）定義：由感生電場產生的感應電動勢成為感生電動勢。（3）感生電場方向判斷：右手螺旋定則。

3、感生電動勢的產生

由感應電場使導體產生的電動勢叫做感生電動勢，感生電動勢在電路中的作用就是充當電源，其電路是內電路，當它和外電路連接后就會對外電路供電。

變化的磁場在閉合導體所在的空間產生電場，導體內自由電荷在電場力作用下產生感應電流，或者說產生感應電動勢。其中感應電場就相當于電源內部所謂的非靜電力，對電荷產生作用。例如磁場變化時產生的感應電動勢為E?nS?Bcos? ． ?t

知識點

二、洛倫茲力與動生電動勢

導體切割磁感線時會產生感應電動勢，該電動勢產生的機理是什么呢？導體切割磁感線產生的感應電動勢與哪些因素有關？他是如何將其他形式的能轉化為電能的？

1、動生電動勢

（1）產生：導體切割磁感線運動產生動生電動勢（2）大小：E?BLv（B的方向與v的方向垂直）（3）動生電動勢大小的推導：

ab棒處于勻強磁場中，磁感應強度為B，垂直紙面向里，棒沿光滑導軌以速度v勻速向右滑動，已知導軌寬度為L，經過時間t由M運動導N，如圖所示，由法拉第電磁感應定律可得：

E??ФBSB?L?vt???BLv． ?ttt故動生電動勢大小為 E?BLv．

2、動生電動勢原因分析

導體在磁場中切割磁感線時，產生動生電動勢，它是由于導體中的自由電子受到洛倫茲力的作用而引起的。

如圖甲所示，一條直導線CD在勻強磁場B中以速度v向右運動，并且導線CD與B、v的方向垂直，由于導體中的自由電子隨導體一起以速度v運動，因此每個電子受到的洛倫茲力為：

F洛?Bev

F洛的方向豎直向下，在力F洛的作用下，自由電子沿導體向下運動，使導體下端出現過剩的負電荷，導體上端出現過剩的正電荷，結果使導體上端D的電勢高于下端C的電勢，出現由D指向C的靜電場，此電場對電子的靜電力F′的方向向上，與洛倫茲力F洛方向相反，隨著導體兩端正負電荷的積累，電場不斷增強，當作用在自由電子上的靜電力與電子受到的洛倫茲力相平衡時，DC兩端產生一個穩定的電勢差。如果用另外的導線把CD兩端連接起來，由于D段的電勢比C段的電勢高，自由電子在靜電力的作用下將在導線框中沿順時針流動，形成逆時針方向的電流，如圖乙所示。

電荷的流動使CD兩端積累的電荷不斷減少，洛倫茲力又不斷使自由電子從D端運動到C端從而在CD兩端維持一個穩定的電動勢。

可見運動的導體CD就是一個電源，D端是電源的正極，C端是電源的負極，自由電子受洛倫茲力的用，從D端搬運到C端，也可以看做是正電荷受洛倫茲力作用從C端搬運

到D端，這里洛倫茲力就相當于電源中的非靜電力，根據電動勢的定義，電動勢等于單位正電荷從負極通過電源內部移動到電源的正極非靜電力所做的功，作用在單位電荷上的洛倫茲力為：

F?F洛/e?Bv．

于是動生電動勢就是：

E?FL?BLv．

上式與法拉第電磁感應定律得到的結果一致。

知識點

三、動生電動勢和感生電動勢具有相對性

動生電動勢和感生電動勢的劃分，在某些情況下只有相對意義，如本章開始的實驗中，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對于磁鐵靜止的參考系觀察，磁鐵不動，空間各點的磁場也沒有發生變化，而線圈在運動，線圈中的電動勢是動生的；但是，如果在相對于線圈靜止的參考系內觀察，則看到磁鐵在運動，引起空間磁場發生變化，因而，線圈中的電動勢是感生的，在這種情況下，究竟把電動勢看作動生的還是感生的，決定于觀察者所在的參考系，然而，并不是在任何情況下都能通過轉換參考系把一種電動勢歸結為另一種電動勢，不管是哪一種電動勢，法拉第電磁感應定律、楞次定律都成立。

知識點

四、應用——電子感應加速器

即使沒有導體存在，變化的磁場以在空間激發渦旋狀的感應電場，電子感應器就是應用了這個原理，電子加速器是加速電子的裝置，他的主要部分如圖所示，畫斜線的部分為電磁鐵兩極，在其間隙安放一個環形真空室，電磁鐵用頻率為每秒數十周的強大交流電流來勵磁，使兩極間的磁感應強度B往返變化，從而在環形真空室內感應出很強的感應渦旋電場，用電子槍將電子注入喚醒真空室，他們在渦旋電場的作用下被加速，同時在磁場里受到洛倫茲力的作用，沿圓規道運動。

如何使電子維持在恒定半徑為R的圓規道上加速，這對磁場沿徑向分布有一定的要求，設電子軌道出的磁場為B，電子做圓周運動時所受的向心力為洛倫茲力，因此：

eBv?mv2/R mv?ReB

也就是說，只要電子動量隨磁感應強度成正比例增加，就可以維持電子在一定的軌道上 3

運動。

【典型例題】

類型

一、感生電動勢的運算

例1．有一面積為S＝100 cm2的金屬環，電阻為R＝0.1 Ω，環中磁場變化規律如圖乙所示，且磁場方向垂直環面向里，在t1到t2時間內，環中感應電流的方向如何？通過金屬環的電荷量為多少？

【答案】逆時針方向 0.01 C 【解析】(1)由楞次定律，可以判斷金屬環中感應電流方向為逆時針方向．(2)由圖可知：磁感應強度的變化率為

?BB2?B① ??tt2?t1金屬環中磁通量的變化率

B?B1?Ф?B?S?2?S

② ?t?tt2?t1環中形成的感應電流

I?E?Ф/?t?Ф??

③ RRR?t通過金屬環的電荷量

Q?I?t

④ 由①②③④解得

(B2?B1)S(0.2?0.1)?10?2Q??C?0.01C． R0.1

舉一反三:

【變式】在下圖所示的四種磁場情況中能產生恒定的感生電場的是()

【答案】C

例2．在空間出現如圖所示的閉合電場，電場線為一簇閉合曲線，這可能是（）

A．沿AB方向磁場在迅速減弱 B.沿AB方向磁場在迅速增強 C.沿AB方向磁場在迅速減弱 D.沿AB方向磁場在迅速增強

【答案】AC

【解析】根據電磁感應，閉合回路中的磁通量變化時，使閉合回路中產生感應電流，該電流可用楞次定律來判斷，根據麥克斯韋電磁理論，閉合回路中產生感應電流，使因為閉合回路中受到了電場力的作用，而變化的磁場產生電場，與是否存在閉合回路沒有關系，故空間磁場變化產生的電場方向，仍可用楞次定律來判斷，四指環繞方向即感應電場的方向，由此可知AC正確。

【總結升華】已知感應電場方向求原磁通量的變化情況的基本思路是：

→右手螺旋定則 →楞次定感應電場的方向 感應磁場的方向 磁通量的變化情況

←右手螺旋定則 ←楞次定

舉一反三:

【變式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()

A．不變

B．增加

C．減少

D．以上情況都可能

【答案】B

【高清課堂：電磁感應定律應用 例1】

【變式2】下列各種實驗現象，解釋正確的是（）

【答案】ABC

-22例3.一個面積S?4?10m、匝數n＝100匝的線圈放在勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應強度B隨時間t變化的規律如圖4－5－6所示，則下列判斷正確的是()

A．在開始的2 s內穿過線圈的磁通量變化率等于0.08 Wb/s B．在開始的2 s內穿過線圈的磁通量的變化量等于零 C．在開始的2 s內線圈中產生的感應電動勢等于8 V D．在第3 s末線圈中的感應電動勢等于零

【答案】AC 【解析】磁通量的變化率

?Ф?B?S，?t?t其中磁感應強度的變化率以

?B?B=2 T/s，所即為B?t圖象的斜率．由圖知前2 s的?t?t?Ф=2?4?10－2Wb/s＝0.08 Wb/s，?tA選項正確．

在開始的2 s內磁感應強度B由2 T減到0，又從0向相反方向的B增加到2 T，所以這2 s內的磁通量的變化量

?Ф?B1S?B2S?2BS?2?2?4?10?2Wb?0.16Wb，B選項錯． 在開始的2 s內

E?n?Ф?100?0.08V?8V，?t4 s內的電動勢，C選項正確．第3 s末的感應電動勢等于2 s～ 6

E?n?Ф?B?nS?100?2?4?10?2V?8V.?t?tD選項錯．

【總結升華】正確計算磁通量的變化量?Ф，是解題的關鍵。

舉一反三:

【變式1】閉合電路中產生的感應電動勢大小，跟穿過這一閉合電路的下列哪個物理量成正比（）A．磁通量

B．磁感應強度

C．磁通量的變化率

D．磁通量的變化量

【答案】C

【高清課堂：電磁感應定律應用 例2】

【變式2】水平桌面上放一閉合鋁環，在鋁環軸線上方有一條形磁鐵，當條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速靠近鋁環時，下列判斷正確的是（）

A．鋁環有收縮的趨勢，對桌面的壓力增大 B．鋁環有擴張的趨勢，對桌面的壓力增大 C．鋁環有收縮的趨勢，對桌面的壓力減小 D．鋁環有擴張的趨勢，對桌面的壓力減小

【答案】A

【高清課堂：電磁感應定律應用 例3】

【變式3】帶正電的小球在水平桌面上的圓軌道內運動，從上方俯視，沿逆時針方向如圖。空間內存在豎直向下的勻強磁場，不計一切摩擦，當磁場均勻增強時，小球的動能將（）

A．逐漸增大

B．逐漸減小

C．不變

D．無法判定

【答案】A

類型

二、動生電動勢的運算

例4．如圖所示，三角形金屬導軌EOF上放有一金屬桿AB，在外力作用下，使AB保持與OF垂直，以速度v勻速從O點開始右移，設導軌與金屬棒均為粗細相同的同種金屬制成，則下列判斷正確的是()

A．電路中的感應電流大小不變 B．電路中的感應電動勢大小不變 C．電路中的感應電動勢逐漸增大 D．電路中的感應電流逐漸減小

【答案】AC 【解析】導體棒從O開始到如圖所示位置所經歷時間設為t，?EOF＝?，則導體棒切割磁感線的有效長度

L?＝OBtan?，故

E＝BL?v?＝Bv?vt?tan?＝Bv2tan??t，即電路中電動勢與時間成正比，C選項正確； 電路中電流強度

EBv2tan??t.I??R?L/S而L等于△OAB的周長，L?OB?AB?OA?vt?vt·tan?+所以

vt1=vt(1+tan??)，cos?cos?I?Bvtan??S1????1?tan???cos????恒量．

所以A正確．

【總結升華】導體棒切割磁感線的有效長度在變化，同時導軌與金屬棒的長度也在變化。

例5．如圖所示，bacd為靜止于水平面上寬度為L，而長度足夠長的U型金屬滑軌，ac邊接有電阻R，其他部分電阻不計．ef為一可在滑軌平面上滑動，質量為m的均勻導體棒．整個滑軌面處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B，忽略所有摩擦．

(1)若用恒力F沿水平方向向右拉棒，使其平動，求導體棒的最大速度．

(2)若導體棒從開始運動到獲得最大速度發生的位移為s，求這一過程中電阻R上產生的熱量Q.FRmF2R2【答案】(1)22(2)Fs－ 44BL2BL【解析】(1)方法1：導體棒受到恒力F后的運動情況，可用如下式子表示：

F?F安F/mBLvE/RBILF→v↑→E↑→I↑→F安↑→F合↓合→a↓

當a＝0時，速度達到最大值，即

F?BIL?B解得 BLvL，Rv?FR． B2L2方法2：從能量角度看，當棒穩定時P，即 外=P電E2B2L2v2F?v=?，RR解得

v?FR． B2L2

(2)導體棒受到恒力F后的能量轉化情況如下：

?系統勻速運動后的動能F做功?克服安培力做功電流做功

―→電能――→內能?被轉化的動能―根據能量轉化與守恒定律得：

Fs?解得 12mv?Q，2mF2R2Q?Fs?． 2B4L4 【總結升華】用能量角度來思維，會使問題簡化；用能量轉化與守恒定律來解題是學習高中物理應該具備的能力之一。

例6．如圖所示，小燈泡規格為“2 V,4 W”，接在光滑水平導軌上，導軌間距為0.1 m，電阻不計．金屬棒ab垂直擱在導軌上，電阻為1 Ω，整個裝置處于B＝1 T的勻強磁場中．求：

(1)為使燈泡正常發光，ab的滑行速度為多大？(2)拉動金屬棒ab的外力的功率有多大？

【答案】(1)40 m/s(2)8 W

【解析】當金屬棒在導軌上滑行時，切割磁感線產生感應電動勢，相當于回路的電源，為小燈泡提供電壓．金屬棒在光滑的導軌上滑行過程中，外力克服安培力做功，能量守恒，所以外力的功率與電路上產生的電功率相等．

(1)燈泡的額定電流和電阻分別為

I=P=2 A，UU2R?=1 Ω．

PEBlv?，R?rR?r設金屬棒的滑行速度為v，則

I感=式中r為棒的電阻． 由

I感＝I，即

Blv=I． R+r得

v=I(R+r)2?(1+1)=m/s=40 m/s． Bl1?0.1(2)根據能量轉換，外力的機械功率等于整個電路中的電功率，即

22P)W=8 W.機=P電=I(R?r)?2?(1+

1【總結升華】用好“燈泡正常發光”、“光滑水平導軌”這些條件是這類題的思路基礎。

類型

三、動生電動勢和感生電動勢的區別與聯系

例7．如圖所示，兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為導軌的端點P、Q用電阻可以忽略的導線相連，兩導軌間的距離l＝0.20 m．有r0＝0.10 Ω，隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感應強度B與時間t的關系為B＝kt，比例系數k＝0.020 T/s.一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導軌垂直．在t＝0時刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向導軌的另一端滑動，求在t＝6.0 s時金屬桿所受的安培力．

－3【答案】1.44?10N

【解析】以a表示金屬桿運動的加速度，在t時刻，金屬桿與初始位置的距離

L?12at． 2此時桿的速度

v＝at，這時，桿與導軌構成的回路的面積

S＝Ll，回路中的感應電動勢

E?S?B+Blv． ?t因B＝kt故

?B?k． ?t回路的總電阻

R＝2Lr0 回路中的感應電流

I?E． R作用于桿的安培力

F＝BlI 解得

3k2l2F?t，2r0代入數據為

F＝1.44?10－3N．

【總結升華】在導體棒向左運動過程中，產生的是動生電動勢還是感生電動勢？兩種電動勢是相加還是相減？這是求解電流時應注意的問題。

例8．如圖所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是()

A．因導體運動而產生的感應電動勢稱為動生電動勢 B．動生電動勢的產生與洛倫茲力有關 C．動生電動勢的產生與電場力有關

D．動生電動勢和感生電動勢產生的原因是一樣的

【答案】AB 【解析】

如圖所示，當導體向右運動時，其內部的自由電子因受向下的洛倫茲力作用向下運動，于是在棒的B端出現負電荷，而在棒的A端出現正電荷，所以A端電勢比B端高．棒AB就相當于一個電源，正極在A端．

【總結升華】正確判斷洛倫磁力的方向，認清電源部分。類型

三、圖像問題

例9．如圖所示，一個邊長為l的正方形虛線框內有垂直于紙面向里的勻強磁場；一個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框對角線ab與導線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導線框．在t＝0時，使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動，直到整個導線框離開磁場區域．以i表示導線框中感應電流的強度，取逆時針方向為正．下列表示i—t關系的圖示中，可能正確的是()

【答案】C 【解析】從正方形線框下邊開始進入到下邊完全進入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，所以感應電流也逐漸增大，A項錯誤．從正方形線框下邊完全進入至下邊剛穿出磁場邊界時，切割磁感線有效長度不變，故感應電流不變，B項錯．當正方形線框下邊離開磁場，上邊未進入磁場的過程比正方形線框上邊進入磁場過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個過程中感應電動勢不相等，感應電流也不相等，D項錯，故正確選項為C.【總結升華】進入過程中哪一部分相當于電源？應該怎樣進行分析研究？怎樣利用線框的邊長和磁場寬度的關系？是本題的關鍵思路。

舉一反三:

【高清課堂：電磁感應定律應用 例8】

【變式】如圖所示的電路可以用來“研究電磁感應現象”。干電池、開關、線圈A、滑動變阻器串聯成一個電路，電流計、線圈B串聯成另一個電路。線圈A、B套在同一個閉合鐵芯上，且它們的匝數足夠多。從開關閉合時開始計時，流經電流計的電流大小i隨時間t變化的圖象是（）

【答案】B

例10．如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計。兩質量、長度均相同的導體棒c、d，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處。磁場寬為3h，方向與導軌平面垂直。先由靜止釋放c，c剛進入磁場即勻速運動，此時再由靜止釋放d，兩導體棒與導軌始終保持良好接觸。

用ac表示c的加速度，Ekd表示d的動能，xc、xd分別表示c、d相對釋放點的位移。下圖中正確的是()

【答案】B D

【解析】c導體棒落入磁場之前做自由落體運動，加速度恒為g，有

h?12gt，2v?gt，c棒進入磁場以速度v做勻速直線運動時，d棒開始做自由落體運動，與c棒做自由落體運動的過程相同，此時c棒在磁場中做勻速直線運動的路程為

h′?vt?gt2?2h，d棒進入磁場而c還沒有傳出磁場的過程，無電磁感應，兩導體棒僅受到重力作用，加速度均為g，知道c棒穿出磁場，B正確。

c棒穿出磁場，d棒切割磁感線產生電動勢，在回路中產生感應電流，因此時d棒速度大于c進入磁場是切割磁感線的速度，故電動勢、電流、安培力都大于c剛進入磁場時的大小，d棒減速，直到穿出磁場僅受重力，做勻加速運動，結合勻變速直線運動

2v2?v0?2gh，可知加速過程動能與路程成正比，D正確。

【總結升華】在分析電磁感應中的圖象問題時，解決問題時可從看坐標軸表示什么物理量；看具體的圖線，它反映了物理量的狀態或變化，要看圖象在坐標軸上的截距，它反映的是一個物理量為零時另一物理量的狀態等等。在分析這類問題時除了運用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應定律等規律外還要注意相關集合規律的運用。

舉一反三:

【高清課堂：電磁感應定律應用 例9】

【變式】如圖（甲）所示，一閉合金屬圓環處在垂直圓環平面的勻強磁場中。若磁感強度B隨時間t按如圖（乙）所示的規律變化，設圖中磁感強度垂直紙面向里為正方向，環中感生電流沿順時針方向為正方向。則環中電流隨時間變化的圖象可能是下圖中的（）

【答案】C

第五篇：(精品)高二物理選修3-2第四章第5節《電磁感應規律的應用》教案

學校：臨清實高 學科：物理 編寫人：劉瞻

審稿人：侯智斌

選修3-2第四章第5節《電磁感應規律的應用》

一、教材分析

由感生電場產生的感應電動勢—感生電動勢，由導體運動而產生的感應電動勢—動生電動勢。這是按照引起磁通量變化的原因不同來區分的。感生電動勢與動生電動勢的提出，涉及到電磁感應的本質問題，但教材對此要求不高。教學中要讓學生認識到變化的磁場可以產生電場，即使沒有電路，感生電場依然存在，這是對電磁感應現象認識上的飛躍。

二、教學目標

1．知識目標：（1）．知道感生電場。

（2）．知道感生電動勢和動生電動勢及其區別與聯系。2．能力目標：

理解感生電動勢與動生電動勢的概念 3．情感、態度和價值觀目標：

（1）。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。

（2）。通過對相應物理學史的了解，培養熱愛科學、尊重知識的良好品德。

三、教學重點難點

重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。

難點：對感生電動勢與動生電動勢實質的理解。

四、學情分析

學生學習了《楞次定律》、《法拉第電磁感應定律》內容之后，本節重點是使學生理解感生電動勢和動生電動勢的概念，因此要想方設法引導學生通過課前預習和課堂上的探究性學習來達到這個目的。

五、教學方法

1．分組探究討論法，講練結合法

2．學案導學：見后面的學案。

3．新授課教學基本環節：預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發導學案、布置預習

六、課前準備

1．學生的學習準備：結合本節學案來預習本節課本內容。2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案。

3．教學環境的設計和布置：以學習小組為單位課前預習討論兩個重要概念及其實質。

七、課時安排：1課時

八、教學過程

(一)預習檢查、總結疑惑

檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。

（二）情景導入、展示目標。

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。

W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q，叫做電

E?源的電動勢。用E表示電動勢，則：

Wq

在電磁感應現象中，要產生電流，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。

設計意圖：步步導入，吸引學生的注意力，明確學習目標。

（三）合作探究、精講點撥。

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，在回路中產生感應電流。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發生定向運動呢？英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時在空間激發出一種電場，這種電場對自由電荷產生了力的作用，使自由電荷運動起來，形成了電流，或者說產生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產生的感應電動勢，叫做感生電動勢。

2、洛倫茲力與動生電動勢（投影）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。由于導體運動而產生的電動勢叫動生電動勢。

如圖所示，導體棒運動過程中產生感應電流，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。

（四）實例探究 感生電場與感生電動勢

【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，而使電路中產生了感應電動勢，下列說法中正確的是（）

A．磁場變化時，會在在空間中激發一種電場 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 洛侖茲力與動生電動勢

【例2】如圖所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（）

A．因導體運動而產生的感應電動勢稱為動生電動勢 B．動生電動勢的產生與洛侖茲力有關 C．動生電動勢的產生與電場力有關

D．動生電動勢和感生電動勢產生的原因是一樣的

解析：如圖所示，當導體向右運動時，其內部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運動，于是在棒的B端出現負電荷，而在棒的 A端顯示出正電荷，所以A端電勢比 B端高．棒 AB就相當于一個電源，正極在A端。綜合應用

【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_________運動，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________ 答案：1.AC

2.AB

3.向上

磁場變強

2mgR

2mg 22BL

（四）反思總結，當堂檢測。

教師組織學生反思總結本節課的主要內容，并進行當堂檢測。設計意圖：引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）

（五）發導學案、布置預習。

結合學案進一步加深對相關概念的理解和記憶，練習學案習題，并完成本節的課后練習及課后延伸拓展作業。

設計意圖：布置下節課的預習作業，并對本節課鞏固提高。教師課后及時批閱本節的延伸拓展訓練。

九、板書設計

一、感應電場與感生電動勢

磁場的變化而激發的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產生的感應電動勢，叫做感生電動勢。

二、洛倫茲力與動生電動勢

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。由于導體運動而產生的電動勢叫動生電動勢。

十、教學反思

十一、學案設計(見下頁)