物理选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律学案设计

2.2 法拉第电磁感应定律（2）

【学习目标】

1、理解感生电动势和动生电动势的区别与联系

2、会分别计算感生电动势和动生电动势

【复习巩固】

每一个电动势都对应有一种非静电力——正是由于非静电力做功把其它形式的能转化为电能。干电池的非静电力是化学作用，感应电动势的非静电力是什么呢？

【基础感知】

1、电磁感应现象中的感生电场

(1)麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，它与静电场不同，不是由______产生的，我们叫它感生电场。

(2)由感生电场产生的感应电动势，我们称为_________

(3)感生电场对自由电荷有力的作用，让自由电荷发生了定向移动，形成了感应电流。在此非静电力指的是_____________________

(4)感生电场的方向利用楞次定律和安培定则判断

例1：如图，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将（       ）

A、沿顺时针方向运动

B、沿逆时针方向运动

C、在原位置附近往复运动

D、仍然保持静止状态

2.电磁感应现象中的洛伦兹力

（1）由于导体_______________运动而产生的感应电动势称为动生电动势

（2）自由电荷因随导体棒运动而受到_____________.非静电力与洛伦兹力有关

例2：（多选）光滑金属导轨L=0.4 m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个导轨平面,如图甲.磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙.金属棒ab的电阻为1Ω,自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1 m/s的速度向右匀速运动,则 (     )

A.1 s末回路中电动势为0.8 V

B.1 s末回路中电动势为1.6 V

C.1 s末ab棒所受磁场力为0.64 N

D.1 s末ab棒所受磁场力为1.28 N

提示：

（1）本题感应电动势是动生还是感生？

（2）动生电动势的大小如何求解？                                    

（3）感生电动势的大小如何求解？

（4）两种电动势在这里是相互加强还是消弱？

3. 电磁感应现象中的能量转化

例3：如图所示，水平光滑金属导轨宽为，左端连接电阻，导轨内部有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度，在导轨上垂直放置一根，电阻为的金属棒，现用力水平向右拉金属杆，已知导轨电阻可以忽略不计，

求（1）金属杆可以达到的最大速度？

（2）如果金属杆速度由0达到最大速度过程中通过金属杆截面的电荷量，则电阻                                                                R产生的热量？

【课堂检测】

1.(多选)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻．质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则 (　　)

A．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

B．金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为

C．金属棒的最大速度为

D．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为

2.如图所示，abcd为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则(　 　)

A．电路中感应电动势的大小为

B．电路中感应电流的大小为

C．金属杆所受安培力的大小为

D．金属杆的热功率为