高二物理4.5《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》學(xué)案（人教版選修3-2）

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111 4.5 感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 教學(xué)目標(biāo) （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)對(duì)相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培養(yǎng)熱愛(ài)科學(xué)、尊重知識(shí)的良好品德。 教學(xué)重點(diǎn)、 教學(xué)重點(diǎn)：感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念。 教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)的理解。 教學(xué)方法 討論法，講練結(jié)合法 教學(xué)手段 多媒體課件 教學(xué)活動(dòng) （一）引入新課 什么是電源？什么是電動(dòng)勢(shì)？ 電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 如果電源移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值W/q，叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。用E表示電動(dòng)勢(shì)，則：E=w/q 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。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(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1、感應(yīng)電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì) 投影教材圖4.5-1，穿過(guò)閉會(huì)回路的磁場(chǎng)增強(qiáng)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。是什么力充當(dāng)非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)呢？英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)在空間激發(fā)出一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)對(duì)自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來(lái)，形成了電流，或者說(shuō)產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。這種由于磁場(chǎng)的變化而激發(fā)的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)。感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。 例題：教材P22，例題分析 2、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) （投影）教材P23的〈思考與討論〉 1．導(dǎo)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(yùn)動(dòng)是斜向上的。 2．自由電荷不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去。因?yàn)镃、D兩端聚集電荷越來(lái)越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場(chǎng)越來(lái)越強(qiáng)，當(dāng)電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，自由電荷不再定向運(yùn)動(dòng)。 3．C端電勢(shì)高。 4．導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。 一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。 如圖所示，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。 導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 磁場(chǎng)變強(qiáng) （四）實(shí)例探究 【例1】如圖所示，一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中，由于磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是（AC） A．磁場(chǎng)變化時(shí)，會(huì)在在空間中激發(fā)一種電場(chǎng) B．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是磁場(chǎng)力 C．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是電場(chǎng)力 D．以上說(shuō)法都不對(duì) 【例2】如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，因而在電路中有電流通過(guò)，下列說(shuō)法中正確的是（AB）A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) B．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān) C．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與電場(chǎng)力有關(guān) D．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是一樣的 【例3】如圖所示，兩根相距為L(zhǎng)的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動(dòng)，則ab桿應(yīng)向 上運(yùn)動(dòng)，速度大小為_(kāi)2mgR/B2L2_，作用于ab桿上的外力大小為_(kāi)2mg _ 鞏固練習(xí) 1．如圖所示，一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的動(dòng)能將（B） A．不變 B．增加 C．減少 D．以上情況都可能 2．穿過(guò)一個(gè)電阻為lΩ的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2Wb，則（BD） A．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是每秒減少2V B．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是2V C．線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2A D．線圈中的感應(yīng)電流一定是2A3．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab、cd兩根導(dǎo)體棒沿兩根導(dǎo)軌分別以速度v1、v2滑動(dòng)，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（C） 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0.2m2的100匝線圈處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方問(wèn)垂直于線圈平面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)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，回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（4V） （2）a、b兩點(diǎn)間電壓Uab（2. 4A） 5．如圖所示，在物理實(shí)驗(yàn)中，常用“沖擊式電流計(jì)”來(lái)測(cè)定通過(guò)某閉合電路的電荷量．探測(cè)器線圈和沖擊電流計(jì)串聯(lián)后，又能測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．已知線圈匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R，把線圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開(kāi)始時(shí)線圈與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)將線圈翻轉(zhuǎn)180，沖擊式電流計(jì)測(cè)出通過(guò)線圈的電荷量為q，由此可知，被測(cè)磁場(chǎng)的磁磁感應(yīng)強(qiáng)度B=__qR/2nS__ 6．如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個(gè)相同的磁性小球，同時(shí)從A、B管上端的管口無(wú)初速釋放，穿過(guò)A管的小球比穿過(guò)B管的小球先落到地面．下面對(duì)于兩管的描述中可能正確的是（AD） A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的 B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的 C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的 111