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4.5电磁感应定律的应用
〖学习目标及要求〗:
1、学习目标:
(一)知识与技能
1.知道感生电场。
2.知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。 (二)过程与方法
通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度,同时提高学习物理的兴趣。 (三)情感、态度与价值观
通过对相应物理学史的了解,培养热爱科学、尊重知识的良好品德。
2、重点难点:
教学重点
感生电动势与动生电动势的概念。 教学难点
对感生电动势与动生电动势实质的理解。
3、高考要求:掌握感生电动势和动生电动势;会分析具体的闭合电路 4、体现的思想方法:讨论法,讲练结合法
5、知识体系的建构:力.电.磁综合能力
讲学过程:
一、预习反馈:
二、探究精讲:
1、感应电场与感生电动势
投影教材图4.5-1,穿过闭会回路的磁场增强,在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢?英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时在空间激发出一种电场,这种电场对自由电荷产生了力的作用,使自由电荷运动起来,形成了电流,或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势,叫做感生电动势。
2、洛伦兹力与动生电动势 (投影)思考与讨论。
1.导体中自由电荷(正电荷)具有水平方向的速度,由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用,其合运动是斜向上的。
2.自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚集电荷越来越多,在CD棒间产生的电场越来越强,当电场力等于洛伦兹力时,自由电荷不再定向运动。
3.C端电势高。
4.导体棒中电流是由D指向C的。
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源,这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。
如图所示,导体棒运动过程中产生感应电流,量转化情况。
导体棒中的电流受到安培力作用,安培力的方反,阻碍导体棒的运动,导体棒要克服安培力做功,能。
(四)实例探究
感生电场与感生电动势
【例1】 如图所示,一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强的变化,而使电路中产生了感应电动势,下列说法中正确的是( )
A.磁场变化时,会在在空间中激发一种电场
B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力 D.以上说法都不对 洛仑兹力与动生电动势
【例2】如图所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是( )
A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B.动生电动势的产生与洛仑兹力有关 C.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
磁场变强
弱
试分析电路中的能向与运动方向相将机械能转化为电
综合应用
【例3】如图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m,电阻均为R,若要使cd静止不动,则ab杆应向_________运动,速度大小为_______,作用于ab杆上的外力大小为____________
三、感悟方法练习:
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