高中物理选修3-2
4.5 电磁感应现象的两类情况
学习目标：
（1）、了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 （2）、了解感生电动势和动生电动势产生的原因。
（3）、能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 学习重点：感生电动势和动生电动势。
学习难点：感生电动势和动生电动势产生的原因。
自主预习
1、法拉第电磁感应定律的内容是什么？数学表达式是什么？
2、导体在磁场中切割磁感线产生的电动势与什么因素有关，表达式是什么，它成立的条件又是什么？
课内探究
探究1：感生电动势和动生电动势
由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作，另外一种是不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作。 1、 感应电场
19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。
静止的电荷激发的电场叫，静电场的电场线是由发出，到终止，电场线闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。
感应电场是产生或的原因，感应电场的方向也可以由来判断。感应电流的方向与感应
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高中物理选修3-2 电场的方向。 2、感生电动势
（1）产生：磁场变化时会在空间激发，闭合导体中的在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。
（2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为。 （3）感生电场方向判断：定则。
总结：已知感应电场方向求原磁通量的变化情况的基本思路是：
探究2：洛伦兹力与动生电动势
导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？ 导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？ 它是如何将其他形式的能转化为电能的？ 1、动生电动势
（1）产生：运动产生动生电动势 （2）大小：E=（B的方向与v的方向） （3）动生电动势大小的推导：
2、动生电动势原因分析
导体在磁场中切割磁感线时，产生动生电动势，它是由于导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用而引起的。
如图所示，一条直导线CD在匀强磁场B中以速度v向右运动，并且导线CD与B、v的方向垂直，由于导体中的自由电子随导体一起以速度v运动，因此每个电子受到的洛伦兹力为：F洛=Bev
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F的方向竖直向下，在力F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电荷，导体上端出现过剩的电荷，结果使导体上端D的电势下端C的电势，出现由指向的静电场，当作用在自由电子上的静电力与电子受到的洛伦兹力时，DC两端产生一个稳定的电势差。
探究3：动生电动势和感生电动势具有相对性
动生电动势和感生电动势的划分，在某些情况下只有相对意义，如本章开始的实验
中，将条形磁铁插入线圈中，如果在相对于磁铁静止的参考系观察，磁铁不动，空间各点的磁场也没有发生变化，而线圈在运动，线圈中的电动势是动生的；但是，如果在相对于线圈静止的参考系内观察，则看到磁铁在运动，引起空间磁场发生变化，因而，线圈中的电动势是感生的，在这种情况下，究竟把电动势看作动生的还是感生的，决定于观察者所在的参考系，然而，并不是在任何情况下都能通过转换参考系把一种电动势归结为另一种电动势，不管是哪一种电动势，法拉第电磁感应定律、楞次定律都成立。 同步练习
1.同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图1所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是( )
图1
A．Ua 3 高中物理选修3-2 2.所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B＝0.2 T，磁场方向垂直纸面向里．在磁场中有一半径r＝0.4 m的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2 Ω.一金属棒MN与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽略不计． (1)若棒以v0＝5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬间MN中的电动势和流过灯L1的电流； (2)撤去金属棒MN，若此时磁场的磁感应强度随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为ΔB4 ＝ T/s，求回路中的电动势和灯L1的电功率． Δtπ 4 高中物理选修3-2 同步练习[答案] 353344 1. Ua＝BLv，Ub＝BLv，Uc＝·B·2Lv＝BLv，Ud＝B·2L·v＝BLv，故选B. 464263[答案] B 2. (1)等效电路如图所示． MN中的电动势E1＝B·2r·v0＝0.8 V MN中的电流I＝ E1 ＝0.8 A R0/2 I 流过灯L1的电流I1＝＝0.4 A 2(2)等效电路如图所示 ΔB 回路中的电动势E2＝·πr2 Δt＝0.64 V 回路中的电流I′＝ E2 ＝0.16 A 2R0 － 灯L1的电功率P1＝I′2R0＝5.12×102 W [答案] (1)0.8 V 0.4 A (2)0.64 V 5.12×102W － 5
高中物理选修3-2学案2：4.5 电磁感应现象的两类情况
