洛伦兹力的个分力所做的功通过另个分力转化为能量感生电动势与动生电动势的对比感生电动势动生电动势产生原因磁场的变化导体做切割磁感线运动移动电荷的非静电力感生电场对自由电荷的电场力导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力回路中相当于电源的部分处于变化磁场中的线圈部分做切割磁感线运动的导体方向判断方法由楞次定律判断通常由右手定则判断，也可由楞次定律判断大小计算方法由计算通常由计算，也可由计算特别提醒有些情况下，动生电动势和感生电动势具有相对性例如，将条形磁铁插入线圈中，如果在相对磁铁静止的参考系内观察，线圈运动，产生的是动生电动势如果在相对线圈静止的参考系中观察，线圈中磁场变化，产生感生电动势典例精析如图所示，三角形金属框架平面与匀强磁场垂直，导体能紧贴金属框架运动，且始终与导轨垂直当导体从点开始匀速向右平动时，速度为，试求回路中时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式解析设导体从点出发时开始计时，则经过时间后，导体匀速运动的距离为，则有在中，由，有则导体接入回路的部分切割磁感线产生的感应电动势为在回路中，回路总感应电动势具体由导体的部分产生，因此回路内总的感应电动势为总答案方法归纳导体在切割磁感线的运动过程中，在回路中的有效切割长度随时间做线性变化，由于题中要求的是感应电动势瞬时表达式，故可用公式求解跟踪练习如图所示，小灯泡规格为“,”，接在光滑水平导轨上，导轨间距为，电阻不计金属棒垂直搁在导轨上，电阻为，整个装置处于的匀强磁场中求为使灯泡正常发光，的滑行速度为多大拉动金属棒的外力的功率有多大解析灯泡的额定电流和电阻分别为设金属棒的滑行速度为，则感，式中为金属棒的电阻由感，即，得根据能量转换，外力的机械功率等于整个电路中的电功率，即机电答案知识点三电磁感应中的力学问题重点聚焦通过导体中的感应电流在磁场中将受到安培力作用，所以电磁感应问题往往与力学问题联系在起，处理此类问题的基本方法是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强度的大小和方向分析研究导体受力情况包括安培力列动力学方程或平衡方程求解电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题关键要抓好受力情况和运动情况的动态分析导体受力而运动产生感应电动势感应电流通电导体受安培力合外力加速度变化速度变化感应电动势变化加速度等于零时，导体达到稳定运动状态两种状态处理达到稳定运动状态后，导体匀速运动，受力平衡，应根据平衡条件合外力为零列式分析平衡态导体达到稳定运动状态之前，往往做变加速运动，处于非平衡态，应根据牛顿第二定律或结合功能关系分析非平衡态特别提醒对于电磁感应现象中，导体在安培力及其他力共同作用下运动，最终趋于稳定状态的问题，利用好导体达到稳定状态时的平衡方程，往往是解答该类问题的突破口典例精析如图所示，有个电阻不计的光滑导体框架，水平放在磁感应强度为方向竖直向上的匀强磁场中，框架宽为框架上放质量为电阻为的导体棒，现用水平恒力作用于棒上，使棒由静止开始运动求棒的速度为零时，其加速度大小棒的速度为时，棒的加速度大小棒的加速度为零时，其速度大小解析当导体棒速度为零时，导体棒中电流为零，当棒运动速度为时，安安当棒的加速度为零时，安，安答案方法归纳电磁感应与牛顿力学相结合的题目是电磁感应部分比较综合的题型，分析受力时需注意安培力常为变力，本题的物理情境与机车的启动很相似，可以对比理解跟踪练习如右图所示，两根足够长的直金属导轨平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为两点间接有阻值为的电阻根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下导轨和金属杆的电阻可忽略让杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦由向方向看到的装置如右图所示，请在此图中画出杆下滑过程中时刻的受力示意图在加速下滑过程中，当杆的速度式的能量发生了转化如做功情况能量变化特点滑动摩擦力做功有内能产生重力做功重力势能必然发生变化克服安培力做功必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能安培力做正功电能转化为其他形式的能根据能量守恒列方程求解特别提醒电能的求解三法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典例精析如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成夹角放置，导轨间距为，上端接有电阻，虚线下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量电阻的金属杆从上方处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的图象如图乙所示取求磁感应强度金属杆在磁场中下滑过程中电阻产生的热量解析由图乙得由牛顿第二定律有代入数据得,后匀速运动，有，而，得解法磁场中下滑过程中，电流恒定，有解法二金属杆在磁场中匀速运动，则，下落高度，由能量守恒有，电阻产生的热量答案方法归纳根据图象确定加速度大小，利用牛顿第二定律求得安培力大小，再根据安培力公式确定的大小用焦耳定律或能量守恒列方程求热量跟踪练习如图所示，质量，电阻，长度的导体棒横放在形金属框架上，框架质量，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数，相距的相互平行，电阻不计且足够长电阻的垂直于整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度垂直于施加的水平恒力，从静止开始无摩擦地运动，始终与保持良好接触，当运动到处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取求框架开始运动时速度的大小从开始运动到框架开始运动的过程中，上产生的热量求该过程位移的大小解析对框架的压力，框架受水平面的支持力依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力中的感应电动势由闭合电路欧姆定律可知中电流受到的安培力安框架开始运动时安以上各式联立，，代入数据解得闭合回路中产生的总热量总由能量守恒定律，得总代入数据解得答案新思维随堂自测如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆与金属框架接触良好在两根导轨的端点之间连接电阻，其他部分电阻忽略不计现用水平向右的外力作用在金属杆上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆始终垂直于框架图乙为段时间内金属杆受到的安培力安随时间的变化关系，则图中可以表示外力随时间变化关系的图象是解析切割磁感线产生感应电动势，感应电流为，安培力安，所以∝安，∝，金属杆的加速度为定值又由牛顿第二定律安，即安，可知项正确答案如图所示，竖直放置的螺线管与导线构成回路，导线所围区域内有垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有导体圆环，导线所围区域内磁场的磁感应强度按下图中的哪图线所示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力解析根据法拉第电磁感应定律得，又根据楞次定律可得，当导体圆环受到向上的磁场力时，说明穿过线圈的磁通量正在减小，所以导线中的电流正在减小，由可知，正在减小，即图象上各点切线的斜率随时间减小，应选答案如图所示，水平放置的平行金属导轨的两端接有电阻，导线能在框架上无摩擦地滑动，匀强磁场垂直穿过框架平面，当匀速向右移动时，以下说法中错误的是导线除受拉力作用外，还受磁场力的作用导线移动速度越大，所需拉力越大导线移动速度定，若将电阻阻值增大，则拉动导线的力可减少些只要使导线运动达到速度后，撤去外力，导线也能在框架上维持匀速运动解析当匀速运动时，外力等于安培力，即安故选项正确当撤去外力后，导线框在安培力作用下做减速运动，直至停止，故选项错误答案如右图所示，用恒力将闭合线圈自静止开始不计摩擦从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中线圈向左做匀加速直线运动线圈向左运动且速度逐渐增大线圈向左运动且加速度逐渐减小线圈中感应电流逐渐增大解析拉出过程中安，随着增大，安增大，由牛顿第二定律知安，增大，安增大，减小，故做变加速运动而，增大，也增大答案内壁光滑水平放置的玻璃圆环内，有直径略小于圆环口径的带正电的小球，以速率沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上磁感应强度随时间成正比例增加的变化磁场设运动过程中小球带电荷量不变，那么如图所示小球对玻璃圆环的压力定不断增大小球所受的磁场力定不断增大小球先沿逆时针方向减速运动，过段时间后沿顺时针方向加速运动磁场力对小球直不做功解析变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场由于其电场线是闭合的，也称为涡旋电场，其场强方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法，使用楞次定律判断当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，所以正确磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功，正确小球在水平面内沿半径方向受两个力作用环的压力和磁场的洛伦兹力，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中，磁场在增强，球速先减小，后增大，所以洛伦兹力不定总在增大向心力向，其大小随速度先减小后增大，因此压力也不定始终增大故正确答案为答案新视点名师讲座磁流体发电机的工作原理如图是磁流体发电机的示意图，其原理是等离子体喷入磁场，正负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到板上，产生电势差设平行金属板的面积为，相距为，等离子体的电阻率为，喷入速度为，板间磁场的磁感应强度为，板外电阻为，当等离子体匀速通过板间时，板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势此时离子受力平衡场，场，电动势场电源内阻新情境激趣引航磁流体发电机磁流体发电机是种将高温的带电流体等离子体或液态金属以极高的速度喷射到磁场中去，利用磁场对带电流体的作用而发电的种装置从能量形式看它将化学能变成热能，再将热能直接转化为电能它与普通火力发电机的主要区别是在磁流体发电机中，高温高速的带电流体代替了普通火力发电机中的电枢绕组和转动部分磁流体发电机的构造如下图所示，由燃烧室发电通道及磁体三个主要部件组成，其中发电通道是磁流体发电机的核心部件磁流体发电机的主要特点是发电效率高，环境污染少实际应用时将它作为热循环系统的第级，与普通火力发电机组成联合电站磁流体发电机是如何产生电能的呢学习本节内容我们将解决这问题新知识预习探索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会计算感生电动势和动生电动势的大小新知预习感生电场与感生电动势感生电场磁场变化时在空间激发的种电场，它是由英国物理学家麦克斯韦提出的感生电动势由感生电场产生的感应电动势，它的方向与感生电场的方向相同，与感应电流的方向相同感生电动势中的非静电力就是感生电场对自由电荷的作用力二洛伦兹力与动生电动势动生电动势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移动，并因此受到