1、了解電磁感應(yīng)兩種了解電磁感應(yīng)兩種情況下電動勢的產(chǎn)情況下電動勢的產(chǎn)生機理生機理能夠運用電磁感應(yīng)能夠運用電磁感應(yīng)規(guī)律熟練解決相關(guān)規(guī)律熟練解決相關(guān)問題問題在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，引起磁通量變化的原因不同，一在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，引起磁通量變化的原因不同，一般分為兩種：一種是磁場不變，導(dǎo)體運動引起磁通量變化般分為兩種：一種是磁場不變，導(dǎo)體運動引起磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如下圖甲所示，另一種是導(dǎo)體不動，而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如下圖甲所示，另一種是導(dǎo)體不動，由于磁場變化引起磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如下圖由于磁場變化引起磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如下圖乙所示，請?zhí)骄恳幌滤鼈儺a(chǎn)生感應(yīng)電動勢的機理乙所示，請?zhí)骄恳幌?/p>

2、它們產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的機理1電路中電動勢的作用實際上是電路中電動勢的作用實際上是_對自由電對自由電荷的作用，電池中電解液與兩極板的荷的作用，電池中電解液與兩極板的_使兩極板分使兩極板分別 帶 了 正 負 電 荷 ， 這 種別 帶 了 正 負 電 荷 ， 這 種 _ _ _ _ _ _ 就 是 我 們 所 說 的就 是 我 們 所 說 的“_”2_國物理學(xué)家麥克斯韋認為，磁場變化時國物理學(xué)家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)一種會在空間激發(fā)一種_如果此空間存在如果此空間存在_，則，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了_在這種情在這種情況下，所謂的況下，所謂的“非靜電

3、力非靜電力”就是這種就是這種_對自由電荷對自由電荷的作用的作用3導(dǎo)體棒在勻強磁場中運動也會產(chǎn)生導(dǎo)體棒在勻強磁場中運動也會產(chǎn)生_，這，這種情況下，種情況下，_沒有變化，空間沒有沒有變化，空間沒有_，產(chǎn)生感，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的非靜電力與應(yīng)電動勢的非靜電力與_有關(guān)這種感應(yīng)電動勢是有關(guān)這種感應(yīng)電動勢是由于導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的，它也叫做由于導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的，它也叫做“_”答案：答案：1.某種非靜電力；化學(xué)作用；化學(xué)作用；非靜某種非靜電力；化學(xué)作用；化學(xué)作用；非靜電力電力2英；電場；閉合導(dǎo)體；感應(yīng)電動勢；感生電場英；電場；閉合導(dǎo)體；感應(yīng)電動勢；感生電場3感應(yīng)電動勢；磁場；感生電場；洛倫茲力；動生感應(yīng)電動勢；磁場

4、；感生電場；洛倫茲力；動生電動勢電動勢(1)定義：定義：由于磁場變化而產(chǎn)生的電場叫感生電場由于磁場變由于磁場變化而產(chǎn)生的電場叫感生電場由于磁場變化而產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢它也叫做化而產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢它也叫做“感生電動感生電動勢勢”(2)特點：特點：變化的磁場周圍產(chǎn)生感生電場，與閉合電路是否存變化的磁場周圍產(chǎn)生感生電場，與閉合電路是否存在無關(guān)如果在變化的磁場中放一個閉合電路，電路中的在無關(guān)如果在變化的磁場中放一個閉合電路，電路中的自由電荷在感生電場作用下，做定向移動，形成電流在自由電荷在感生電場作用下，做定向移動，形成電流在這種情況下所謂的非靜電力就是感生電場的作用這種情況下所謂的非靜

5、電力就是感生電場的作用感應(yīng)電場是電場的一種形式，是客觀存在的一種特感應(yīng)電場是電場的一種形式，是客觀存在的一種特殊物質(zhì)殊物質(zhì)感生電場可用電場線形象描述，但感生電場的電場感生電場可用電場線形象描述，但感生電場的電場線是閉合曲線，所以感生電場又稱為渦旋電場這一點與線是閉合曲線，所以感生電場又稱為渦旋電場這一點與靜電場不同，靜電場的電場線不閉合靜電場不同，靜電場的電場線不閉合感生電場可以對帶電粒子做功，可使帶電粒子加速感生電場可以對帶電粒子做功，可使帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)(3)感生電場方向的判定感生電場方向的判定據(jù)楞次定律和右手螺旋定則判定判定時可先假設(shè)有據(jù)楞次定律和右手螺旋定則判定判定時可先假設(shè)有

6、導(dǎo)體存在，推出的感應(yīng)電流的方向，就是感生電場的方導(dǎo)體存在，推出的感應(yīng)電流的方向，就是感生電場的方向向下列哪些說法是正確的下列哪些說法是正確的()A磁場變化時會在空間激發(fā)電場磁場變化時會在空間激發(fā)電場B處于變化磁場中的導(dǎo)體中的自由電荷定向移動，處于變化磁場中的導(dǎo)體中的自由電荷定向移動，是由于受到感生電場的作用是由于受到感生電場的作用C感生電場就是感應(yīng)電動勢感生電場就是感應(yīng)電動勢D以上說法都不對以上說法都不對答案：答案：AB解析：解析：麥克斯韋認為，磁場的變化在空間激發(fā)一種電麥克斯韋認為，磁場的變化在空間激發(fā)一種電場閉合電路此刻處于這種電場中，導(dǎo)體中的自由電荷將場閉合電路此刻處于這種電場中，導(dǎo)體中

7、的自由電荷將發(fā)生定向運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電發(fā)生定向運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢其非靜電力就是這種感生電場，所以動勢其非靜電力就是這種感生電場，所以A，B選項是正選項是正確的，確的，C選項是錯誤的故選選項是錯誤的故選AB.(1)一段導(dǎo)體在做切割磁感線的運動時相當(dāng)于一個電源，一段導(dǎo)體在做切割磁感線的運動時相當(dāng)于一個電源，這時的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)這時的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢原因分析產(chǎn)生感應(yīng)電動勢原因分析導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，產(chǎn)生感應(yīng)電動導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢勢(它也叫做它也叫做“動生電動勢動生電動勢”)，

8、它是由于導(dǎo)體中自由電子，它是由于導(dǎo)體中自由電子受洛倫茲力作用而引起的受洛倫茲力作用而引起的感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生實質(zhì)是洛倫茲力感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生實質(zhì)是洛倫茲力(非靜電力非靜電力)對自對自由電荷做了功；由電荷做了功；導(dǎo)體棒在磁場中運動過程中要受到安培力作用，要導(dǎo)體棒在磁場中運動過程中要受到安培力作用，要維持導(dǎo)體棒運動，外力必須克服安培力做功，因此產(chǎn)生電維持導(dǎo)體棒運動，外力必須克服安培力做功，因此產(chǎn)生電流的過程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程流的過程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程洛倫茲力總是與電荷的運動方向垂直，因此，洛倫茲洛倫茲力總是與電荷的運動方向垂直，因此，洛倫茲力對電荷不做功，但是感生電動勢又等于洛

9、倫茲力搬運單力對電荷不做功，但是感生電動勢又等于洛倫茲力搬運單位正電荷所做的功，這就是說兩者有矛盾，你怎樣理解這位正電荷所做的功，這就是說兩者有矛盾，你怎樣理解這一問題？一問題？答案：答案：其實并不矛盾，運動導(dǎo)體中的自由電子，不僅其實并不矛盾，運動導(dǎo)體中的自由電子，不僅隨導(dǎo)體以速度隨導(dǎo)體以速度v運動，而且還沿導(dǎo)體以速度運動，而且還沿導(dǎo)體以速度u做定向移動，做定向移動，正是這個定向移動才產(chǎn)生感應(yīng)電流，如下圖所示因此，正是這個定向移動才產(chǎn)生感應(yīng)電流，如下圖所示因此，導(dǎo)體中的電子的合速度導(dǎo)體中的電子的合速度v合合等于等于v和和u的矢量和，所以電子受的矢量和，所以電子受到的洛倫茲力為到的洛倫茲力為Fv

10、合合ev合合B，F(xiàn)v合合與合速度與合速度v合合垂直，它對垂直，它對電子不做功，電子不做功，F(xiàn)v合合的一個分量是的一個分量是F1evB，這個分力做功，這個分力做功，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢Fv合合的另一個分量是的另一個分量是F2euB，阻礙導(dǎo)，阻礙導(dǎo)體運動，做負功可以證明兩個分力體運動，做負功可以證明兩個分力F1和和F2所做功的代數(shù)所做功的代數(shù)和為零結(jié)果仍然是洛倫茲力并不提供能量，而只是起傳和為零結(jié)果仍然是洛倫茲力并不提供能量，而只是起傳遞能量的作用，即外力克服洛倫茲力的一個分力遞能量的作用，即外力克服洛倫茲力的一個分力F2所做的所做的功通過另一個分力功通過另一個分力F1轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的能量

11、轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的能量.特別提醒：特別提醒：有些情況下，動生電動勢和感生電動勢具有相對性有些情況下，動生電動勢和感生電動勢具有相對性.例例如，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對磁鐵靜止的參考如，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對磁鐵靜止的參考系內(nèi)觀察，線圈運動，產(chǎn)生的是動生電動勢；如果在相對系內(nèi)觀察，線圈運動，產(chǎn)生的是動生電動勢；如果在相對線圈靜止的參考系中觀察，線圈中磁場變化，產(chǎn)生感生電線圈靜止的參考系中觀察，線圈中磁場變化，產(chǎn)生感生電動勢動勢. 在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一帶在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一帶電小球質(zhì)量為電小球質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為q，在槽內(nèi)沿順時針

12、作勻速圓周，在槽內(nèi)沿順時針作勻速圓周運動，現(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強磁場，且運動，現(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強磁場，且B逐漸逐漸增加，則增加，則()A小球速度變大小球速度變大B小球速度變小小球速度變小C小球速度不變小球速度不變 D以上三種情況都有可能以上三種情況都有可能解析：解析：在此空間中，沒有閉合導(dǎo)體，但磁場的變化，在此空間中，沒有閉合導(dǎo)體，但磁場的變化，使空間產(chǎn)生感生電場據(jù)楞次定律得出圖示感生電場，又使空間產(chǎn)生感生電場據(jù)楞次定律得出圖示感生電場，又因小球帶正電荷，電場力與小球速度同向，電場力對小球因小球帶正電荷，電場力與小球速度同向，電場力對小球做正功，小球速度變大做正功，小球速度

13、變大A選項正確選項正確答案：答案：A點評：點評：此題因部分同學(xué)受洛倫茲力不做功的影響，而此題因部分同學(xué)受洛倫茲力不做功的影響，而誤選誤選C.答案：答案：(1)A板為正極板板為正極板(2)1.0107C解析：解析：(1)據(jù)楞次定律可得：產(chǎn)生的感生電場為逆時針據(jù)楞次定律可得：產(chǎn)生的感生電場為逆時針方向，導(dǎo)體中的自由電子在電場力作用下順時針運動到方向，導(dǎo)體中的自由電子在電場力作用下順時針運動到B板，所以板，所以B板帶負電，板帶負電，A板帶正電板帶正電(2)電容器上的電荷量電容器上的電荷量qCU(其中其中U為電容器上的電壓為電容器上的電壓)據(jù)題意知據(jù)題意知UE(其中其中E為感生電動勢為感生電動勢) 在

14、豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間隨時間t發(fā)生如圖乙所示變化時，發(fā)生如圖乙所示變化時，下圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢下圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E變化的是變化的是()答案：答案：A如圖甲所示，在如圖甲所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面一導(dǎo)線框面一導(dǎo)線框abcdefa位

15、于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場的邊界邊與磁場的邊界P重合導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖重合導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示，從所示，從t0時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域，以時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域，以abcdef為線框中的電動勢為線框中的電動勢E的正方向，的正方向，以下四個以下四個Et關(guān)系示意圖中正確的是關(guān)系示意圖中正確的是()答案：答案：C解析：解析：由右手定則和由右手定則和EBLv判定水平位移從判定水平位移從0l時時EBlv，水平位移從，水平位移從l2l時，時，E0，從，從2l3l時時E3Blv，從，從3l4l時時E2Blv，可知圖，可知

16、圖C正確正確本題考查右手定則、楞次定律及本題考查右手定則、楞次定律及EBlv的應(yīng)用重點的應(yīng)用重點在于對不同階段感應(yīng)電動勢大小和方向的判斷，要求學(xué)生在于對不同階段感應(yīng)電動勢大小和方向的判斷，要求學(xué)生能正確建立圖象，試題難度較大能正確建立圖象，試題難度較大. 如圖如圖(b)所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相相距距L，在，在M點和點和P點間連接一個阻值為點間連接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌的電阻，在兩導(dǎo)軌間間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為磁場，磁感應(yīng)強度為B.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、電

17、阻為、電阻為r、長度也剛好、長度也剛好為為L的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d0.現(xiàn)現(xiàn)用一個水平向右的力用一個水平向右的力F拉棒拉棒ab，使它由靜止開始運動，棒，使它由靜止開始運動，棒ab離開磁場前做勻速直線運動，棒離開磁場前做勻速直線運動，棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，接觸，導(dǎo)軌電阻不計，F(xiàn)隨棒隨棒ab與初始位置的距離與初始位置的距離x變化的變化的情況如圖情況如圖(a)，F(xiàn)0已知求：已知求：(1)棒棒ab離開磁場右邊界時的速度離開磁場右邊界時的速度(2)棒棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電通過磁場區(qū)

18、域的過程中整個回路所消耗的電能能(3)d0滿足什么條件時，棒滿足什么條件時，棒ab進入磁場后一直做勻速運進入磁場后一直做勻速運動動解析：解析：(1)設(shè)離開右邊界時棒設(shè)離開右邊界時棒ab速度為速度為v，則有，則有(2010泉州高二檢測泉州高二檢測)如圖所示的勻強磁場中，有兩根如圖所示的勻強磁場中，有兩根相距相距20cm固定的平行金屬光滑導(dǎo)軌固定的平行金屬光滑導(dǎo)軌MN和和PQ.磁場方向垂直磁場方向垂直于于MN、PQ所在的平面導(dǎo)軌上放置著所在的平面導(dǎo)軌上放置著ab、cd兩根平行的兩根平行的可動金屬細棒在兩棒中點可動金屬細棒在兩棒中點OO之間拴一根之間拴一根40cm長的細繩，長的細繩，繩長保持不變設(shè)磁

19、感應(yīng)強度繩長保持不變設(shè)磁感應(yīng)強度B以以1.0T/s的變化率均勻減小，的變化率均勻減小，abdcB減小到減小到10T時，兩可動邊所受磁場力和時，兩可動邊所受磁場力和abdc回路消耗回路消耗的功率的功率答案：答案：均為均為0.32N0.0128W 據(jù)報道，據(jù)報道，1992年年7月，美國月，美國“阿特蘭蒂斯阿特蘭蒂斯”號航天飛號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功航天飛機在地球赤道上空離地面約功航天飛機在地球赤道上空離地面約3000km處由東向西處由東向西飛行，相對地面速度大約飛行，相對地面速度大約6.5103m/s，從航天飛機上向地，

20、從航天飛機上向地心發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長心發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20km，電阻為，電阻為800的金屬的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動假懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的磁感應(yīng)強度為定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的磁感應(yīng)強度為4105T，且認為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同根且認為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同根據(jù)理論設(shè)計，通過與電離層據(jù)理論設(shè)計，通過與電離層(由等離子體組成由等離子體組成)的作用，懸的作用，懸繩可以產(chǎn)生約繩可以產(chǎn)生約3A的感應(yīng)電流，試求：的感應(yīng)電流，試求：(1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；金屬懸繩

21、中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；(2)懸繩兩端的電壓；懸繩兩端的電壓；(3)航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能(已知地已知地球半徑為球半徑為6.4103km)解析：解析：將飛機下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢將飛機下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢看作電源模型，當(dāng)它通過電離層放電可看作直流電路模看作電源模型，當(dāng)它通過電離層放電可看作直流電路模型如下圖所示型如下圖所示( 1 ) 金 屬 繩 產(chǎn) 生 的 電 動 勢金 屬 繩 產(chǎn) 生 的 電 動 勢 E B l v 4 1 05201036.5103V5.2103V；(2)懸繩兩端電壓，即路端電壓可由閉合電路歐姆定律懸繩兩端電壓，即路端電壓可由閉合電路歐姆定律得得UEIr5.2103V3800V2.81