1、电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况知识点一电磁感应现象中的感生电场知识点一电磁感应现象中的感生电场1.感生电场感生电场磁场磁场_时时会在周围空间激发一会在周围空间激发一种种_，这种电场与静电场不同，它不是由这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把这种电场电荷产生的，我们把这种电场叫做叫做_。2.感生电动势感生电动势(1)定义：由感生电场产生的感应电动势定义：由感生电场产生的感应电动势称为称为_。(2)大小：大小：E _。(3)方向判断方向判断：_和和右手螺旋定则。右手螺旋定则。变化变化电场电场感生电场感生电场感生电动势感生电动势楞次定律楞次定律1.对于感生电场的理解对于感生电
2、场的理解(1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。涡旋电场也会对电荷产生力的感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。涡旋电场也会对电荷产生力的作用。作用。(2)实际问题中我们常要由磁场的方向和强弱变化的情况，根据楞次定律或安培实际问题中我们常要由磁场的方向和强弱变化的情况，根据楞次定律或安培定则来确定感生电场的方向。定则来确定感生电场的方向。(3)感生电场的存在与电路是否闭合无关。感生电场的存在与电路是否闭合无关。(1)电路中电源的电动势是非静电力对自由电荷的作用；在电池中，这种力表现为电路中电源的电动势是非静电力对自由电荷的作用；在电池中，这种力表现为化学作用；在感生电动势中感生电场对电
3、荷的静电力，相当于电源内部的非静电化学作用；在感生电动势中感生电场对电荷的静电力，相当于电源内部的非静电力。力。(2)感生电动势的方向与感生电场的感生电流方向一致，电路中存在感生电场产生感生电动势的方向与感生电场的感生电流方向一致，电路中存在感生电场产生感生电动势的导体部分充当电源，其电路为内电路，当它与外电路接通后就会对感生电动势的导体部分充当电源，其电路为内电路，当它与外电路接通后就会对外电路供电。外电路供电。2.对于感生电动势的理解对于感生电动势的理解【例【例1】如图如图1所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强
4、度均匀增大时，此粒子的动能将圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将()A.不变不变 B.增加增加C.减少减少 D.以上情况都可能以上情况都可能解析解析当磁感应强度均匀增大时，在纸平面方向上将产生逆时针环绕的电场，对当磁感应强度均匀增大时，在纸平面方向上将产生逆时针环绕的电场，对带正电的粒子做正功，使其动能增加。带正电的粒子做正功，使其动能增加。答案答案B图图1知识点二电磁感应现象中的洛伦兹力知识点二电磁感应现象中的洛伦兹力1.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一起定向运动，并成因：导体棒做切割磁感线运动时，导体棒中的自由电荷随棒一起定向运动，并因此受到洛伦兹力。因
5、此受到洛伦兹力。2.动生电动势：动生电动势：由于由于_而而产生的感应电动势。产生的感应电动势。3.动生电动势中的非静电力：动生电动势中的非静电力：与与_有关有关。导体运动导体运动洛伦兹力洛伦兹力要点要点1对动生电动势的理解对动生电动势的理解(1)动生电动势的产生动生电动势的产生一段一段导体做切割磁感线运动时，导体内的自由电荷随导体在磁场中运动，则必受洛导体做切割磁感线运动时，导体内的自由电荷随导体在磁场中运动，则必受洛伦兹力。自由电荷在洛伦兹力作用下产生定向移动，这样异种电荷分别在导体两端伦兹力。自由电荷在洛伦兹力作用下产生定向移动，这样异种电荷分别在导体两端聚集，从而使导体两端产生电势差，这
6、就是动生电动势。若电路闭合，则电路中产聚集，从而使导体两端产生电势差，这就是动生电动势。若电路闭合，则电路中产生感应电流。生感应电流。(2)动生电动势的大小和方向动生电动势的大小和方向大小：大小：EBlv(B的方向与的方向与v的方向垂直的方向垂直)。方向：根据楞次定律或右手定则确定。方向：根据楞次定律或右手定则确定。【例【例2】如图如图2所示，导体棒所示，导体棒CD放在光滑水平金属导轨上，已知匀强磁场的磁感应强放在光滑水平金属导轨上，已知匀强磁场的磁感应强度为度为0.4 T，方向垂直纸面向里，导体棒长度与导轨宽度恰相等，方向垂直纸面向里，导体棒长度与导轨宽度恰相等，L20 cm，导体棒，导体棒
7、的电阻的电阻r10，外接电阻，外接电阻R30。不计金属导轨的电阻。当用水平拉力。不计金属导轨的电阻。当用水平拉力F拉着拉着CD棒以棒以10 m/s的速度向右匀速运动时，求：的速度向右匀速运动时，求：图图2(1)流经流经CD棒的电流大小及方向；棒的电流大小及方向；(2)要维持导体棒匀速运动所需的水平外力多大？要维持导体棒匀速运动所需的水平外力多大？答案答案(1)0.02 A由由D流向流向C(2)1.6103 N名师点睛名师点睛解决该问题的基本思路是：确定电源，分析电动势是感生电动势还是解决该问题的基本思路是：确定电源，分析电动势是感生电动势还是动生电动势，选物理规律确定其大小和方向，再分析电路结
8、构，由欧姆定律求电动生电动势，选物理规律确定其大小和方向，再分析电路结构，由欧姆定律求电流，最后由安培力公式计算安培力的大小。流，最后由安培力公式计算安培力的大小。要点要点2感生电动势和动生电动势的区别感生电动势和动生电动势的区别感生电动势感生电动势动生电动势动生电动势产生原因产生原因磁场的变化磁场的变化导体做切割磁感线运动导体做切割磁感线运动移动电荷的非移动电荷的非静电力静电力感生电场对自由电荷感生电场对自由电荷的电场力的电场力导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力分力回路中相当于回路中相当于电源的部分电源的部分处于变化磁场中的线处于变化磁场中的线圈
9、部分圈部分做切割磁感线运动的导体做切割磁感线运动的导体方向判断方法方向判断方法由楞次定律判断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通常由右手定则判断，也可由楞次定律判断大小计算方法大小计算方法由由En计算计算通常由通常由EBlv计算，也可由计算，也可由En计算计算特别提醒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
10、中磁场变化，产生感生电动电动势；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。势。图图3答案答案5 s【例【例4】如图如图4所示，半径为所示，半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为度为B，方向垂直于纸面向里，一根长度略大于导轨直径的导体棒，方向垂直于纸面向里，一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率以速率v在圆在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为r，其余电阻不计，导体棒与圆形导轨，其余电阻不计，导体棒与圆形导轨接触良好。求：接触良好。求：图图4(1)在滑动过
11、程中通过电阻在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值；的电流的平均值；(2)MN从左端到右端的整个过程中，通过从左端到右端的整个过程中，通过r的电荷量；的电荷量；(3)当当MN通过圆导轨中心时，通过通过圆导轨中心时，通过r的电流大小。的电流大小。1.关于电磁感应现象中的感生电场，下列说法正确的是关于电磁感应现象中的感生电场，下列说法正确的是()A.感生电场不同于静电场，其电场线是闭合曲线感生电场不同于静电场，其电场线是闭合曲线C.感生电场产生感生电动势中的非静电力是洛伦兹力感生电场产生感生电动势中的非静电力是洛伦兹力D.感生电动势对应的非静电力对自由电荷不做功感生电动势对应的非静电力对自由电荷不做
12、功答案答案AB2.如图如图5所示，导体所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法正确的是中有电流通过，下列说法正确的是()A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B.动生电动势的产生与洛伦兹力有关动生电动势的产生与洛伦兹力有关C.动生电动势的产生与电场力有关动生电动势的产生与电场力有关D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的解析解析根据动生电动势的定义，根据动生电动势的定义，A项正确；动生电动势中的非静
13、电力与洛伦兹力有项正确；动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关，感生电动势中的非静电力与感生电场有关，关，感生电动势中的非静电力与感生电场有关，B项正确，项正确，C、D项错误。项错误。答案答案AB图图53.如图如图6甲所示，一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里的方向为磁感应甲所示，一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里的方向为磁感应强度强度B的正方向，线圈中的箭头为电流的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向。已知线圈中感应电流的正方向。已知线圈中感应电流i随时间随时间t变化变化的图象如图乙所示，则磁感应强度随时间变化的图象可能是的图象如图乙所示，则磁感应强度随时间变化的图象可能
14、是()图图6解析解析00.5 s，由题图分析可知，磁场垂直纸面向里均匀增大或垂直纸面向外均，由题图分析可知，磁场垂直纸面向里均匀增大或垂直纸面向外均匀减小，匀减小，A错误；错误；0.51.5 s，磁感应强度斜率的绝对值与，磁感应强度斜率的绝对值与00.5 s磁感应强度斜率磁感应强度斜率的绝对值相等，斜率符号相反，的绝对值相等，斜率符号相反，B错误；同理分析其他时间段可知错误；同理分析其他时间段可知C、D正确。正确。答案答案CD4.如图如图7，一个半径为，一个半径为L的半圆形硬导体的半圆形硬导体AB以速度以速度v，在水平，在水平U形框架上形框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B，回路电阻为，回路电阻为R0，半圆形硬导，半圆形硬导体体AB的电阻为的电阻为r，其余电阻不计，则半圆形导体，其余电阻不计，则半圆形导体AB切割磁感线产生感切割磁感线产生感应电动势的大小及应电动势的大小及A、B之间的电势差分别为之间的电势差分别为()答案答案C图图7图图8(1)从从t0到到tt0时间内线圈中产生的电动势；时间内线圈中产生的电动势；(2)从从t0到到tt0时间内线圈的电功率；时间内线圈的电功率；(3)t0的值的值。答案答案(1)0.4 V(2)0.16 W(3)2 s
