了如图所示的磁场,当磁感应强度变化时,在垂直于磁场的方向上会产生感生电场,有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系描述正确的是当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向探究探究二探究三点拨感生电场的方向与感生电动势感应电流的方向相同,因此可以用楞次定律分析。解析感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定原磁场向上且磁感应强度在增大,在周围有闭合导线的情况下,感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反,即感应电流的磁场方向向下,再由右手螺旋定则得到感应电流的方向是从上向下看应为顺时针方向,则感生电场的方向从上向下看也为顺时针方向同理可知,原磁场方向向上且磁感应强度减小时,感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向。所以正确。答案题后反思明确感生电场与感应电动势感应电流的方向关系,并能利用楞次定律进行分析是解决这类问题的关键。探究探究二探究三对动生电动势的理解问题导引如图,导体棒在磁场中做切割磁感线的运动,请思考导体棒中是否产生感应电动势哪端电势高导体棒中自由电荷是在什么力的作用下移动的提示导体棒中会产生感应电动势,由右手定则可判断两端电势高低自由电荷是在洛伦兹力的作用下移动的。探究探究二探究三名师精讲动生电动势的产生如图甲所示,条直导线在匀强磁场中以速度向右运动,并且导线与的方向互相垂直。由于导体中的自由电子随导体起以速度运动,因此每个电子受到的洛伦兹力为。的方向竖直向下,在的作用下自由电子沿导体向下运动,使导体下端出现过剩的负电荷,导体上端出现过剩的正电荷,结果是端的电势高于端的电势,出现由端指向端的静电场,此电场对电子的作用力是向上的,与洛伦兹力的方向相反。随着导体两端正负电荷的积累,电场强度不断增强,当作用到自由电子上的静电力与洛伦兹力互相平衡时,两端便产生了个稳定的电势差。如果用另外的导线把两端连起来,由于端电势比端高,自由电子在静电力作用下将在导线框中沿顺时针方向流动,形成逆时针的感应电流。如图乙所示。电荷的流动使两端积累的电关系列式求解。探究探究二探究三例题如图所示,为静止于水平面上宽度为而长度足够长的形金属滑轨,边接有电阻,其他部分电阻不计。为可在滑轨平面上滑动质量为的均匀导体棒。整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为。忽略所有摩擦。若用恒力沿水平方向向右拉棒,使其平动,求导体棒的最大速度。若导体棒从开始运动到获得最大速度发生的位移为,求这过程中电阻上产生的热量。点拨求解此题应把握以下两点运动过程中安合各量不断变化。整个运动过程中,能量守恒。探究探究二探究三解析方法导体棒受到恒力后的运动情况,可用简图表示如下当时,即𝐵𝐿𝑅时,速度达到最大值,解得𝐹𝑅𝐵𝐿方法二从能量角度看,当棒稳定时外电,即𝐸𝑅𝐵𝐿𝑣𝑅,解得𝐹𝑅𝐵𝐿。导体棒受到恒力后的能量转化情况,可用简图表示如下根据能量转化与守恒定律得,解得𝑚𝐹𝑅𝐵𝐿。答案𝐹𝑅𝐵𝐿𝑚𝐹𝑅𝐵𝐿探究探究二探究三题后反思求解电能的主要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。利用能量守恒求解机械能的减少量等于产生的电能。利用电路特征来求解通过电路中所产生的电能来计算。下列说法中正确的是动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功,所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的动生电动势的方向可以由右手定则来判定导体棒切割磁感线产生感应电流,受到的安培力定与受到的外力大小相等方向相反解析洛伦兹力沿导体方向的分力对导体中自由电荷做功是产生动生电动势的本质,错误在导体中自由电荷受洛伦兹力的合力与合速度方向垂直,总功为,错误,正确只有在导体棒做匀速切割时,除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等方向相反,做变速运动时不成立,故错误。答案研究表明,地球磁场对鸽子识别方向起着重要作用。鸽子体内的电阻大约为,当它在地球磁场中展翅飞行时,会切割磁感线,在两翅之间产生动生电动势,这样,鸽子体内灵敏的感受器即可根据动生电动势的大小来判别其飞行方向。若处地磁场磁感应强度的竖直分量约为,鸽子以的速度水平滑翔,则可估算出两翅之间产生的动生电动势大约为解析鸽子展翅飞行时两翅端间距约为。由得。项正确。答案如图所示,内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上,环内有带负电的小球,整个装置处于竖直向下的磁场中,当磁场突然增强时,小球将沿顺时针方向运动沿逆时针方向运动在原位置附近往复运动仍然保持静止状态解析当磁场增强时,由楞次定律知感应电流沿逆时针方向,即感生电场沿逆时针方向,带负电的小球在电场力作用下沿顺时针方向运动。答案多选如图所示,金属杆以恒定的速度在光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为恒定不变,整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是杆中的电流与速度成正比磁场作用于杆的安培力与速度成正比电阻上产生的电热功率与速度成正比外力对杆做功的功率与速度成正比解析由和𝐸𝑅得𝐵𝑙𝑣𝑅,所以安培力𝐵𝑙𝑅,电阻上消耗的电热功率𝐵𝑙𝑣𝑅,外力对做功的功率就等于回路产生的电热功率。答案电磁感应现象的两类情况情境导入课程目标了解感生电场,知道感生电动势产生的原因,会判断感生电动势的方向,并会计算它的大小了解动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系。会判断动生电动势的方向,并会计算它的大小了解电磁感应定律的般应用,会联系科技实例进行分析二电磁感应现象中的感生电场感生电场产生英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出变化的磁场能在周围空间激发电场,这种电场与静电场不同,它不是由电荷产生的,我们把它叫作感生电场。特点感生电场线与磁场方向垂直。感生电场的强弱与磁感应强度的变化率有关。感生电动势定义由感生电场产生的感应电动势。产生原因感生电场对自由电荷的作用。感生电场的方向磁场变化时,垂直磁场的闭合环形回路可假定存在中感应电流的方向就表示感生电场的方向。二特别提醒静电场的电场线不闭合,感生电场由于是种涡旋场,所以电场线闭合。感生电场是否存在仅取决于有无变化的磁场,与是否存在导体及是否存在闭合回路无关。二二电磁感应现象中的洛伦兹力成因导体棒做切割磁感线运动时,导体棒中的自由电荷随棒起定向运动,并因此受到洛伦兹力。动生电动势由于导体运动而产生的感应电动势。动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关。探究探究二探究三对感生电动势的理解问题导引著名物理学家费曼曾设计过这样个实验装置块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动,在圆板的中部有个线圈,圆板的四周固定着圈带电的金属小球,如图所示。当线圈接通电源后,发现圆板转动起来。请思考圆板转动起来的原因是什么提示在线圈接通电源的瞬间,线圈中的电流是增大的,产生的磁场是逐渐增强的,逐渐增强的磁场会产生电场。在小球所在圆周处相当于有个环形电场,小球因带电而受到电场力作用从而会让圆板转动。探究探究二探究三名师精讲产生如图所示,当磁场变化时,产生感生电场。感生电场的电场线是与磁场垂直的曲线。如果空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在电场力作用下定向移动而产生感应电流。或者说导体中产生了感生电动势。方向闭合环形回路可假定存在的电流方向就表示感应电场的电场方向。感应电场是否存在仅取决于有无变化的磁场,与是否存在导体及是否存在闭合回路无关。尽管如此,我们要判定感应电场的方向还要依据实际存在的或假定存在的回路结合楞次定律来进行。探究探究二探究三例题多选空间出现了如图所示的磁场,当磁感应强度变化时,在垂直于磁场的方向上会产生感生电场,有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系描述正确的是当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向探究探究二探究三点拨感生电场的方向与感生电动势感应电流的方向相同,因此可以用楞次定律分析。解析感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定原磁场向上且磁感应强度在增大,在周围有闭合导线的情况下,感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反,即感应电流的磁场方向向下,再由右手螺旋定则得到感应电流的方向是从上向下看应为顺时针方向,则感生电场的方向从上向下看也为顺时针方向同理可知,原磁场方向向上且磁感应强度减小时,感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向。所以正确。答案题后反思明确感生电场与感应电动势感应电流的方向关系,并能利用楞次定律进行分析是解决这类问题的关键。探究探究二探究三对动生电动势