第五节电磁感应规律的两类情况
楞次定律探究式教学
× × × ++× × × Eq ×× × × ×× × × ×- ×
N
非静电力是哪个力？
提示：电子随导体一起向右运动， 形成向左的电流。
v
f --
M
第五节、电磁感应规律的两类情况
从洛伦兹力角度推导动生电动势（方法1：看分量）
F电
v v L
v F洛
棒为孤立导体时
达到稳定状态时
F洛 F电
E Bev e L
第四节、法拉第电磁感应定律
6. 推导导体切割磁感线电动势的计算公式
Blvt En t t E Blv
E Blv1 E Blv sin
θ为B与v的夹角，v与L垂直。
第四节、法拉第电磁感应定律
理解切割磁感线电动势E=Blv (lB, vl )
※l是切割磁感线的有效长度 或两端点在(B，v)方向长度。
v是相对速度, v相=v1-v2 。
R
m B L
v2
v1
第四节、法拉第电磁感应定律
7. 旋转切割
1 2 E BL 2
E Bvdl = Bldl =B
0 0
L
L
L 2
2
1 B L L 2 2 BS BL BL 2 E t t t 2 t 2
熟悉用感应电动势(动生和感生)处理简单问题.
第四节、法拉第电磁感应定律
线圈n=100匝, 面积S=0.2m2,电阻r=1,外接电阻R=3. 在垂直线圈方向上有匀强磁场, B-t图象如图所示,t=0时刻磁场方向向里.求 (1)感应电动势的大小. (2)电路中的电流大小和方向. a (3) ab两点电势差Uab. (4)电容器所带的电量. I + (5)电阻R1上消耗的电功率. b
电磁感应发电机课件苏科版物理九年级下册ppt
2. 探究感应电流产生的条件 (1)提出问题：导体在磁场中怎样运动，才能使回路中产生
电流. (2)设计实验：将闭合电路的一部分导体棒放在磁场中，使
它分别静止、平行于磁感线方向运动、切割磁感线运动， 同时观察电流表指针偏转情况.
深度理解 理解什么是切割磁感线运动时，将磁感线看成是面条，部分导
体看成是刀，刀的运动能够把面条割断，就属于切割磁感线 运动，这有两种情况：①刀口与磁感线垂直；②刀口与磁感 线斜交. 不能割断面条的运动则不属于切割磁感线运动，这也有两种情 况： ①刀的运动方向与磁感线平行； ②刀像刺刀一样刺过 磁场.
的磁场，用电磁铁代替永久磁体做转子. (1)提出问题：导体在磁场中怎样运动，才能使回路中产生电流.
电机和直流发电机. 影响感应电流大小的因素 导体中感应电流的大小与导体做切割磁感线运动的速度、磁场的强弱、做切割磁感线运动的导体的有效长度
和线圈的匝数等有关. D．转轮在一个周期内电流方向改变两次
此时，该发①电机线为直圈流发在电机磁. 场中转动时，产生的感应电流的大小和方向随
3. 探究影响感应电流方向的因素 在探究感应电流产生条件的实验基础上，进行如下探究过
程： (1)提出问题：影响感应电流方向的因素有哪些. (2)猜想与假设：可能与磁场方向、导体的运动方向有关.
(3)设计实验：利用控制变量法进行探究实验，先控制磁场 方向相同，改变导体的运动方向，观察电流表指针的偏 转方向；再控制导体的运动方向相同，改变磁场方向， 观察电流表指针的偏转方向.
的电流方向却保持不变，即输出的是直流电.
C．法拉第
D．焦耳
再控制导体的运动方向相同，改变磁场方向，观察电流表指针的偏转方向.
新知一 电磁感应现象
影响感应电流大小的因素 导体中感应电流的大小与导体做切割磁感线运动的速度、磁场的强弱、做切割磁感线运动的导体的有效长度
备战高考物理易错题精选-电磁感应现象的两类情况练习题含详细答案
备战高考物理易错题精选-电磁感应现象的两类情况练习题含详细答案一、电磁感应现象的两类情况1．如图所示，无限长平行金属导轨EF、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值R=0.06Ω的定值电阻，上端开口，垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。
一质量m=2kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，ab连入导轨间的电阻r=0.04Ω，电路中其余电阻不计。
现用一质量M=6kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连.由静止释放物体，当物体下落高度h=2.0m时，ab开始匀速运动，运动中ab始终垂直导轨并与导轨接触良好。
不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。
(1)求ab棒沿斜面向上运动的最大速度；(2)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内，求通过杆的电量q；(3)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内，求电阻R上产生的焦耳热。
【答案】(1) (2)q=40C (3)【解析】【分析】(1)由静止释放物体，ab棒先向上做加速运动，随着速度增大，产生的感应电流增大，棒所受的安培力增大，加速度减小，棒做加速度减小的加速运动；当加速度为零时，棒开始匀速，速度达到最大。
据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式、平衡条件等知识可求出棒的最大速度。
(2)本小问是感应电量的问题，据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电流的定义式、磁通量的概念等知识可进行求解。
(3)从ab棒开始运动到匀速运动，系统的重力势能减小，转化为系统增加的动能、摩擦热和焦耳热，据能量守恒定律可求出系统的焦耳热，再由焦耳定律求出电阻R上产生的焦耳热。
【详解】(1)金属棒ab和物体匀速运动时，速度达到最大值，由平衡条件知对物体，有；对ab棒，有又、联立解得：(2) 感应电荷量据闭合电路的欧姆定律 据法拉第电磁感应定律在ab 棒开始运动到匀速运动的这段时间内，回路中的磁通量变化联立解得：(3)对物体和ab 棒组成的系统，根据能量守恒定律有：又解得：电阻R 上产生的焦耳热2．如图，在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场，磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平，磁感应强度大小均为B ，区域I 的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅱ的磁场方向向外，两个磁场的高度均为L ；将一个质量为m ，电阻为R ，对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高，线圈平面与磁场垂直)，下落过程中对角线ac 始终保持水平，当对角线ac 刚到达cf 时，线圈恰好受力平衡；当对角线ac 到达h 时，线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求：(1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小；(2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时，感应电流在线圈中产生的热量为多少?【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322442512m g R Q mgL B L=- 【解析】 【详解】(1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ，则此时感应电动势为：112E B Lv =⨯感应电流：11E I R=由力的平衡得：12BI L mg ⨯= 解以上各式得：1224mgRv B L =(2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ，则此时感应电动势2222E B Lv =⨯感应电流：22E I R=由力的平衡得：222BI L mg ⨯= 解以上各式得：22216mgRv B L =设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得：22122mg L Q mv ⨯-=解以上各式得：322442512m g R Q mgL B L =-3．如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ad 和bc ，相距为L=10cm ；另外两根水平金属杆MN 和EF 可沿导轨无摩擦地滑动，MN 棒的质量均为m=0.2kg ，EF 棒的质量M =0.5kg ，在两导轨之间两棒的总电阻为R=0.2Ω（竖直金属导轨的电阻不计）；空间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B=5T ，磁场区域足够大；开始时MN 与EF 叠放在一起放置在水平绝缘平台上，现用一竖直向上的牵引力使MN 杆由静止开始匀加速上升，加速度大小为a =1m/s 2，试求：（1）前2s 时间内流过MN 杆的电量（设EF 杆还未离开水平绝缘平台）； （2）至少共经多长时间EF 杆能离开平台。
第五节 法拉第电磁感应定律的应用(一)
b
解答：（1 cd段导线切割磁感线产生的电动势 ） E = Bhv = 0.2V I=
E R+r
= 0.4 A
（2）U cd = E − Ir = 0.12V U ab = U ac + U cd + U db = U cd + B( L − h)v = 0.12 + 0.5 × 0.1× 4.0 = 0.32V
q = CE = C
= CS
= Cl l
= 6 ×10 C2Leabharlann B × × × ×1
× × × × ω × × × × a O L × × × × B × × × ×
平均感应电动势：E = n
（一般切割磁感线）
旋转切割磁感线：
∆φ ∆t
瞬时感应电动势：E = BLV
0 + ωL 1 2 E = BLV = BL( ) = BL ω 2 2
二.电磁感应中的电路 电磁感应中的电路 在电磁感应现象中,产生电动势的部分 在电磁感应现象中 产生电动势的部分 可以看成电源,如果它与用电器连接就 可以看成电源 如果它与用电器连接就 组成闭合电路. 组成闭合电路 例题: 例题
· ·
R1
·
v
· · ·
· · ·
R2 R1 R2
· · · B · · ·
课本例题2 课本例题2
[例题 如图所示 在B=0.5T的匀强磁场中 垂直 例题]如图所示 的匀强磁场中,垂直 例题 如图所示,在 的匀强磁场中 于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m 于磁场方向水平放置着两根相距为 的平行金属导轨MN和PQ,导轨的电阻不计 导轨的电阻不计, 的平行金属导轨 和 导轨的电阻不计 在两根导轨的端点N 之间连接一 在两根导轨的端点 、Q之间连接一 R=0.3 的电阻 导轨上跨放着一根长为 的电阻.导轨上跨放着一根长为 L=0.2m,每米长电阻为 0=2.0 的金属棒 每米长电阻为r 的金属棒ab, 每米长电阻为 金属棒与导轨垂直放置,交点为 交点为c 金属棒与导轨垂直放置 交点为 、d,当金属 当金属 棒以速度v=4.0m/s向左匀速运动时 试求 向左匀速运动时,试求 棒以速度 向左匀速运动时 a ．．．．．．． (1)电阻 中的电流大小 电阻R中的电流大小 电阻 M c N ．．．．．．． ．．．．．．． R (2)Ucd和Uab
4.5 电磁感应现象的两类情况 第1课时 导学案 (人教版选修3-2)
高二物理 （4.5 电磁感应现象的两类情况 第1课时）导学提纲 §4.2 探究感应电流的产生条件 ） 导学提纲【自主学思】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称为 。
（3）感生电场方向判断： 定则。
3、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？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 ）1、自主探究一、电磁感应现象中的感生电场常用电源的电动势是由非静电力移动电荷做功使电源两极分别带上异种电荷，电磁感应现象中的感应电动势又是怎样产生的呢？1、感生电场：右图所示，一个闭合电路静止于磁场中，当磁场由弱变强时，闭合电路中产生了感应电动势与感应电流，这时又是什么力相当于非静电力促使电荷发生定向移动的？2、阅读课本例题，回答下列问题：①真空室内的磁场由谁提供？当电磁铁的电流恒定时，真空室内的电子受力如何？②当电磁铁中通有图示方向均匀减小的电流时，所激发的磁场和感应电场怎样？真空室中的电子受力怎样？能使电 班级 姓名 小组 【学习目标】 1．知道电磁感应现象中的感生电场及共作用。
第5节：磁生电
发电机：机械能转化为电能 电动机：电能转化为机械能
3.发电机和电动机的原理不同
发电机的原理：电磁感应 电动机的原理：通电导线在磁场中受力而运动
课堂练习
1、①磁场的强弱； ②磁场的方向； ③导体 的有效长度； ④导体的材料； ⑤垂直切割 磁感线的速度； ⑥在平行磁感线的方向上 移动的速度；在以上因素中，能影响感应电 流大小的因素有（ C ）
第五节
磁 生 电
第一课时
回顾：奥斯特实验说明了什么？ 奥斯特实验说明电可以生磁 问题：既然电流可以产生磁场，那么磁场能否产 生电流呢？
英国科学家法拉第 经过10年的探索，在18 31年取得突破，发现了 利用磁场产生电流的条 件和规律。法拉第的发 现进一步揭示了电与磁 之间的关系，根据这个 发现后来发明了发电机 ，开辟了电气化时代。
交流发电机的工作原理
交流电和直流电
线圈（转子）转动一周，电流方向改变两次。 这种周期性改变方向的电流叫交流电。 方向不发生改变的电流叫直流电。 （如电池产生的电流）
交流发电机的工作原理
实际使用的大型交流发电机由转子和定子 两部分组成。一般采用线圈不动、磁极旋转的 方法来发电。还用电磁体代替永磁体。
小 结
磁生电的两个必要条件：一是导体是 闭合电路的一部分；二是导体做切割磁感 线的运动。
导体两端产生感应电压的必要条件是导体 做切割磁感线的运动。
第五节 磁生电
第五节磁生电一、学习目标1.知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2.直到发电机的原理，能说出发电机为什么能发电，知道发电机发电过程的能量转化。
3.知道什么是交变电流，知道我国供生产和生活用的交变电流的频率是50Hz，能把交变电流和直流电区分开来。
4.会探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系。
二、知识点1.什么情况下磁能生电(1)实验探究：什么情况下磁场中的导线能够产生电流？探究归纳：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。
(2)电磁感应现象①闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。
这种由于导体在磁场运动而产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。
②产生感应电流的条件：Ⅰ.电路必须是闭合电路；Ⅱ.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
③影响感应电流方向的因素：在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。
只改变磁场的方向或导体切割磁感线的方向，感应电流的方向改变；若同时改变磁场方向和导体切割磁感线的方向，则感应电流的方向不变。
知识拓展：影响感应电流大小的因素：①导体做切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大；②磁场越强，感应电流越大；③线圈匝数越多，感应电流越大。
(3)电磁感应和磁场对电流的作用的区别2.发电机(1)实验探究：把手摇发电机和演示电流表、灯泡用导线连接起来，组成闭合电路。
摇动手柄带动线圈在磁场力转动，看到电流表的指针左右摆动，这个现象说明了什么？探究结论：电流表的指针左右摆动，说明发电机中有电流产生，但电流方向在不停的改变。
(2)构造：主要有磁极、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。
概括的讲是由定子和转子两部分组成。
实际上大型发电机多采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机。
(3)原理：是利用电磁感应现象制成的。
发电机发电过程中，机械能转化为电能。
第十六章 第五节 电磁感应 发电机 课件 (共36张PPT) (2024年)苏科版九年级物理下册
感悟新知
知2－练
(1)让导线AB 在磁场中静止， 观察到电流表指针不__偏___转_； 让导线AB 在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体， 观察到电流表指针_不__偏__转_ ；保持蹄形磁体静止，让导 线AB 从图中所示位置水平向右运动， 观察到电流表指针__偏__转__ ． (均填“偏转”或“不偏转”)
感悟新知
知2－练
2. 如图甲所示，是“探究感应电流产生条件”的实验装置 示意图．
(1)磁体和导体棒AB 相对静止，闭合开关， 能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象？ 答：_____否______．
感悟新知
知2－练
(2)探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时， 应该保持___磁__场____的方向不变．
(3)小明猜想磁场强弱会影响感应电 流大小，于是他设计了图乙所示 的电磁铁代替原有磁体再次实验， 此时需要在图乙的电路中再接入 的元件是滑__动__变___阻__器_.
感悟新知
知识点 3 发电机
1. 原理：电磁感应现象. 2. 结构：手摇发电机模
型如图7 甲所示、工 作原理图如图乙所
知3－讲
感悟新知
感悟新知
知2－练
(2)图乙中的a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路 的一部分．它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应 电流的是_C_、__D__(填标号)．
感悟新知
知2－练
解析：由图乙可知，C、D 两图中导线做切割磁感线 运动，会产生感应电流；A、B 两图中的导线运动时 没有切割磁感线，不会产生感应电流．
关闭合，让导体在磁场中保持静 止、沿不同方向运动时，观察到 的现象如表所示．
知2－讲
感悟新知
知2－讲
导体AB 在磁场中运动的情况 静止