高中物理《電磁感應規律的應用》的教案

　　一、預習目標

　　（1）．知道什麼是感生電場。

　　（2）．知道感生電動勢和動生電動勢及其區別與聯絡。

　　二、預習內容：感生電動勢與動生電動勢的概念

　　1、.感生電動勢：

　　2 、動生電動勢：

　　三、提出疑惑

　　什麼是電源？什麼是電動勢？

　　電源是透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，那麼W與q的比值，叫做電源的電動勢。用E表示電動勢，則：

　　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。

　　課內探究學案

　　一、學習目標

　　（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絡。

　　（3）．理解感生電動勢與動生電動勢的概念

　　學習重難點：

　　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。

　　二、學習過程

　　探究一：感應電場與感生電動勢

　　投影教材圖4.5-1，穿過閉會迴路的磁場增強，在迴路中產生感應電流。是什麼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。這種由於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。

　　探究二：洛倫茲力與動生電動勢

　　一段導體切割磁感線運動時相當於一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關。由於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。

　　（三）反思總結

　　教師組織學生反思總結本節課的主要內容，重點是辨析相關概念的含義及其特點，並進行當堂檢測。

　　(四)當堂檢測

　　感生電場與感生電動勢

　　【例1】如圖所示，一個閉合電路靜止於磁場中，由於磁場強弱的變化，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透過，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，於是在棒的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就相當於一個電源，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於磁感應強度為B、方向垂直紙面向裡的勻強磁場中，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杆應向_________運動，速度大小為_______，作用於ab杆上的外力大小為____________

　　答案：1.AC 2.AB 3.向上 2mg

　　課後練習與提高

　　1．如圖所示，一個帶正電的粒子在垂直於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

　　2．穿過一個電阻為l Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2 Wb，則（）

　　A．線圈中的感應電動勢一定是每秒減少2 V

　　B．線圈中的感應電動勢一定是2 V

　　C．線圈中的感應電流一定是每秒減少2 A

　　D．線圈中的感應電流一定是2 A

　　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（）

　　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0.2 m2的100匝線圈處在勻強磁場中，磁場方問垂直於線圈平面，已知磁感應強度隨時間變化的規律為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，迴路的感應電動勢；

　　（2）a、b兩點間電壓Uab

　　5．如圖所示，在物理實驗中，常用“衝擊式電流計”來測定透過某閉合電路的電荷量．探測器線圈和衝擊電流計串聯後，又能測定磁場的磁感應強度．已知線圈匝數為n，面積為S，線圈與衝擊電流計組成的迴路電阻為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，現將線圈翻轉180°，衝擊式電流計測出透過線圈的電荷量為q，由此可知，被測磁場的磁磁感應強度B=__________

　　6．如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內壁光滑，但用不同材料製成的圓管，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．下面對於兩管的描述中可能正確的是（）

　　A．A管是用塑膠製成的，B管是用銅製成的

　　B．A管是用鋁製成的，B管是用膠木製成的

　　C．A管是用膠木製成的，B管是用塑膠製成的

　　D．A管是用膠木製成的，B管是用鋁製成的

　　答案:1.B 2.BD 3.C 4.（1）4V（2）2.4A 5. 6. AD