感生电场的特点感生电场是种涡旋电场，电场线是闭合的感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无关感生电场的方向根据闭合电路或假想的闭合电路中感应电流的方向确定第步巧练精选习题，落实强化如图所示的是个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同现将直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得初速度，与此同时，有变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度的大小跟时间成正比例增大，方向竖直向下设小球在运动过程中电荷量不变，则小球受到的向心力大小不变小球受到的向心力大小不断增大磁场力对小球做了功小球受到的磁场力大小与时间成正比解析本题解题关键是由楞次定律判断出感生电场的方向当磁感应强度随时间均匀增大时，将产生恒定的感生电场，由楞次定律知，电场方向和小球初速度方向相同，因小球带正电，电场力对小球做正功，小球速率逐渐增大，向心力也随着增大，故错，对洛伦兹力对运动电荷不做功，故错带电小球所受洛伦兹力，随着速率的增大而增大，同时∝，则和不成正比，故错答案多选空间出现了如图所示的组闭合的电场线，这可能是沿方向的磁场迅速减弱沿方向的磁场迅速增强沿方向的磁场迅速增强沿方向的磁场迅速减弱图解析假设存在圆形闭合回路，回路中应产生与电场同向的感应电流，由安培定则知，感应电流的磁场方向向下，所以根据楞次定律，引起感应电流的应是方向向下的磁场迅速减弱或方向向上的磁场迅速增强，故正确答案学生分组探究二电磁感应现象中的能量转化与守恒第步探究分层设问，破解疑难与感生电动势有关的电磁感应现象中，能量怎样转化提示变化的磁场产生非静电场，由电场力推动电荷做功，将磁场能转化为电能与动生电动势有关的电磁感应现象中，能量怎样转化提示随导体棒运动的电荷受到洛伦兹力，从导体棒端移动到另端，是个与洛伦兹力有关的非静电力做功，将其它形式的能转变为电能第步结论自我总结，素能培养等效电路的分析将产生感应电动势的那部分电路等效为电源，画出等效电路图，分析内外电路结构，应用闭合电路欧姆定律串并联电路的性质等知识进行分析电磁感应现象中涉及收尾速度问题时的动态分析周而复始地循环，达到最终状态时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态能量转化与守恒的分析电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转化如图中金属棒沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，部分用来克服安培力做功转化为电路中的电图能，最终在上转化为焦耳热另部分转化为金属棒的动能若导轨足够长，棒最终达到稳定状态匀速运动时，重力势能的减少则完全用来克服安培力做功转化为电路中的电能第步例证典例印证，思维深化安徽高考如图所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角为，宽度为，电阻忽略不计，其上端接小灯泡，电阻为导体棒垂直于导轨放置，质量为，接入电路的电阻为，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为将导体棒由静止释放，运动段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为重力加速度取思路点拨由小灯泡稳定发光，可知感应电流和感应电动势恒定及不变由不变，考虑到导体棒的平衡根据物体的平衡和功能关系确定和解析把立体图转为平面图，由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键对导体棒进行受力分析做出截面图，如图所示，导体棒共受四个力作用，即重力支持力摩擦力和安培力由平衡条件得安而安联立式，解得代入数据得小灯泡消耗的电功率为由式得故选项正确答案电能的三种求解思路利用克服安培力做功求解电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功利用能量守恒求解相应的其他能量的减少量等于产生的电能利用电路特征求解通过电路中所消耗的电能来计算第步巧练精选习题，落实强化多选如图所示，两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为，底端接阻值为的电阻将质量为的金属棒悬挂在个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直，除电阻外其余电阻均不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度金属棒向下运动时，流过电阻的电流方向为金属棒的速度为时，所受的安培力大小为电阻上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少解析金属棒刚释放时，弹簧处于原长，此时弹力为零，又因此时速度为零，因此也不受安培力作用，金属棒只受重力作用，其加速度应等于重力加速度，故选项正确金属棒向下运动时，由右手定则可知，在金属棒上电流方向向右，电阻等效为外电路，其电流方向为，故选项错误金属棒速度为时，安培力大小为由以上两式得，故选项正确金属棒下落过程中，由能量守恒定律知，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能金属棒的动能以及电阻上产生的内能，因此选项错误答案法拉第曾提出种利用河流发电思路点拨由小灯泡稳定发光，可知感应电流和感应电动势恒定及不变由不变，考虑到导体棒的平衡根据物体的平衡和功能关系确定和解析把立体图转为平面图，由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键对导体棒进行受力分析做出截面图，如图所示，导体棒共受四个力作用，即重力支持力摩擦力和安培力由平衡条件得安而安联立式，解得代入数据得小灯泡消耗的电功率为由式得故选项正确答案电能的三种求解思路利用克服安培力做功求解电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功利用能量守恒求解相应的其他能量的减少量等于产生的电能利用电路特征求解通过电路中所消耗的电能来计算第步巧练精选习题，落实强化多选如图所示，两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为，底端接阻值为的电阻将质量为的金属棒悬挂在个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直，除电阻外其余电阻均不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度金属棒向下运动时，流过电阻的电流方向为金属棒的速度为时，所受的安培力大小为电阻上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少解析金属棒刚释放时，弹簧处于原长，此时弹力为零，又因此时速度为零，因此也不受安培力作用，金属棒只受重力作用，其加速度应等于重力加速度，故选项正确金属棒向下运动时，由右手定则可知，在金属棒上电流方向向右，电阻等效为外电路，其电流方向为，故选项错误金属棒速度为时，安培力大小为由以上两式得，故选项正确金属棒下落过程中，由能量守恒定律知，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能金属棒的动能以及电阻上产生的内能，因此选项错误答案法拉第曾提出种利用河流发电的设想，并进行了实验研究实验装置的示意图如图所示，两块面积均为的矩形金属板，平行正对竖直地全部浸在河水中，间距为，水流速度处处相同，大小为，方向水平金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分量为，水的电阻率为，水面上方有阻值为的电阻通过绝缘导线和开关连接到两金属板上，忽略边缘效应，求图该发电装置的电动势通过电阻的电流大小电阻消耗的电功率解析由法拉第电磁感应定律，有两板间河水的电阻，由闭合电路欧姆定律，有由电功率公式得答案电磁感应中的力学问题的分析方法由于通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，因此电磁感应问题往往和力学问题综合在起考查理解电磁感应问题中的两个研究对象及其之间的相互制约关系理解力和运动的动态关系解决电磁感应现象中的力学问题的思路对电学对象要画好必要的等效电路图对力学对象要画好必要的受力分析图和过程示意图电磁感应中切割磁感线的导体要运动，产生的感应电流又要受到安培力的作用在安培力作用下，导体的运动状态发生变化，这就可能需要应用牛顿运动定律解决电磁感应现象中的力学问题的基本步骤用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向求回路中的电流分析研究导体受力情况包含安培力，用左手定则确定其方向列动力学方程或平衡方程求解如图所示，是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为，导轨平面与水平面间的夹角为，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度为，在导轨的端连接个阻值为的电阻，根质量为垂直于导轨放置的金属棒，从静止开始沿导轨下滑，求此过程中棒的最大速度已知与导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻都不计思路点拨沿导轨下滑过程中受四个力作用，即重力支持力摩擦力和安培力安，如图所示，由静止开始下滑后，将是↑↑↑安↑↑为增大符号，所以这是个变加速过程，当加速度减到时，其速度增到最大，此时处于平衡状态，以后将以匀速下滑解析下滑时因切割磁感线，要产生感应电动势，根据电磁感应定律闭合电路中将产生感应电流，根据闭合电路欧姆定律据右手定则可判定感应电流方向为，再据左手定则判断它受的安培力安方向如图所示，其大小为安取平行和垂直导轨的两个方向对所受的力进行正交分解，应有由可得安，以为研究对象，根据牛顿第二定律有，做加速度减小的变加速运动，当时速度达最大因此，达到时应有由式可解得答案先看名师指津电磁感应中的动态分析，是处理电磁感应问题的关键，要学会从动态分析的过程中来选择是从动力学方面，还是从能量动量方面来解决问题在分析运动导体的受力时，常需画出平面示意图和物体受力图再演练应用如图所示，平行导轨和相距，电阻忽略不计其水平部分粗糙，倾斜部分光滑且水平部分置于竖直向上的匀强磁场中，倾斜部分处没有磁场已知导线和的质量均为，电阻均为，开始时相距足够远，放置在水平导轨上，现将从倾斜导轨上高处由静止开始释放，求回路中的最大感应电流是多少如果导线和导轨间动摩擦因数，当导线的速度最大时，导线的加速度是多少解析当导线沿倾斜导轨滑下时，根据机械能守恒定律，导线刚进入水平导轨时速度最大，即此时，导线开始做切割磁感线运动，回路中产生的感应电流最大，即经分析可知，当导线的速度达到最大值时，导线所受的安培力与摩擦力大小相等，方向相反，即，此时导线受到的摩擦力和安培力方向都向右，即根据牛顿第二定律，导线产生的加速度为，方向水平向右答案，方向水平向右自主学习基础知识电磁感应现象的两类情况学习目标知道感生电动势动生电动势的概念知道产生感生电动势的非静电力是感生电场的作用产生动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关会用楞次定律判断感生电场的方向，用左手定则判断洛伦兹力的方向重点知道电磁感应现象遵守能量守恒定律电磁感应与力学电路等知识的综合问题难点合作探究重难疑点解题技巧素养培优感生电场磁场时在空间激发的种电场，它是由英国物理学家提出的感生电动势由产生的感应电动势，它的方向与感生电场的方向，与感应电流的方向感生电动势中的非静电力就是对自由电荷的作用力先填空变化麦克斯韦感生电场相同相同感生电场感应电动势和感应电流，哪个更能反映电磁感应的本质提示当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中将产生感应电动势，如果回路闭合，就会产生感应电流，而不论回路是否闭合，都有感应电动势产生，但不定有感应电流所以感应电动势比感应电流更能反映电磁感应的本质再思考磁场可以对电荷做功感生电场可以对电荷做功磁