高二物理家教教案_电磁感应

第一篇：高二物理家教教案_电磁感应

xxx专用 高二年级物理第1次课

高二年级物理----电磁感应

一． 考点热点回顾．

发现电生磁的科学家是（）

发现磁生电的科学家是（）电磁感应现象：

(1)电磁感应现象：闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，电路中产生感应电流。

(2)感应电流：在电磁感应现象中产生的电流。

产生感应电流的条件

感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

以上表述是充分必要条件。不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。

磁通量的定义

设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。

(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。

(2)公式：Φ=BS

当平面与磁场方向不垂直时： Φ=BS⊥=BScosθ（θ为两个平面的二面角）(3)物理意义

穿过某个面的磁感线条数表示穿过这个面的磁通量。

(4)单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb。1Wb=1T·1m2=1V·s。关于磁通量变化

在匀强磁场中，磁通量Φ=BSsinα（α是B与S的夹角），磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有：

①S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔBSsinα ②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔSBsinα

③B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)

感应电动势

定义：在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势。方向是由低电势指向高电势。

感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。

这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。

物理意义：感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量。xxx专用 高二年级物理第1次课

楞次定律

1、内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”。

A、从“阻碍磁通量变化”的角度来看，无论什么原因，只要使穿过电路的磁通量发生了变化，就一定有感应电动势产生。

B、从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的，所以只能是机械能转化为电能，因此机械能减少。磁场力对物体做负功，是阻力，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。

C、从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。自感现象中产生的自感电动势总是阻碍自身电流的变化。

2、实质：能量的转化与守恒．

3、应用：对阻碍的理解：（1）顺口溜“你增我反，你减我同”（2）顺口溜“你退我进，你进我退”即阻碍相对运动的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加，则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。“你减我同”的意思是如果磁通量减小，则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。用以判断感应电流的方向，其步骤如下：

1）确定穿过闭合电路的原磁场方向；

2）确定穿过闭合电路的磁通量是如何变化的（增大还是减小）； 3）根据楞次定律，确定闭合回路中感应电流的磁场方向； 4）应用安培定则，确定感应电流的方向．

二．典型例题+拓展训练

一）、典型例题

例1： 发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（）

A．安培 B．赫兹 C．法拉第 D．麦克斯韦

例2： 发现电流磁效应现象的科学家是________，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是________，发现电磁感应现象的科学家是_______，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是________。

例3： 下列现象中属于电磁感应现象的是（）

A．磁场对电流产生力的作用 B．变化的磁场使闭合电路中产生电流 C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D．电流周围产生磁场

知识测试：

1．关于电磁感应，以下说法正确的是（）

A．只要磁通量发生变化就会产生感应电流

B．导体做切割磁感线运动时，导体两端会产生电压 C．感应电流的产生是因为静电力做了功 D．发生电磁感应，外界不需要提供能量 xxx专用 高二年级物理第1次课

2．插有铁芯的线圈直立在水平桌面上，铁芯上套一铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示．闭合开关的瞬间，铝环跳起一定高度．若保持开关闭合，下面哪一个现象是正确的？（）

A．停在这一高度，直到断开开关再回落 B．不断升高，直到断开开关再停止上升 C．回落，断开开关时铝环不再跳起 D．回落，断开开关时铝环再次跳起

3．用如图所示的实验装置研究电磁感应现象．当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．下列说法哪些是正确的：（）

A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转 B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转 C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转

D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏． 4．下列实验现象，属于电磁感应现象的是（）

A．导线通电后，其下方的小磁针偏转

B．通电导线AB在磁场中运动

C．金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转 xxx专用 高二年级物理第1次课

D．通电线圈在磁场中转动

5．下列说法正确的是（）

A．磁感应强度是矢量，它的方向与通电导线在磁场中的受力方向相同 B．磁通量是矢量，其单位是韦伯（Wb）

C．奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象 D．通电导线所受磁场力为0，该处磁感应强度一定为0

三．总结：

课后练习：

第二篇：高二物理教案电磁感应-自感

五、自感

教学目的

1．知道什么是自感现象和自感电动势

2．知道自感系数是表示线圈本身特性和物理量。知道它的单位 3．知道自感现象的利和弊以及它们应用和防止

教具

通电自感演示器，断电自感演示器，直流电源，导线若干

教学过程

一、复习导入（5分钟）

[提问] 1．产生电磁感应的条件是什么？

[投影] 2．如图是一个通电螺线管，其中电流强度为I，回答下列问题：（1）．螺线管中有无磁场？磁场的强弱与电流有无关系？（2）．当电流变化时，螺线管中的磁场是否变化？（3）．当电流变化时，通过螺线管中的磁通量是否变化？（4）．当电流变化时，螺线管中是否产生电磁感应现象？（5）．当电流变化时，螺线管中是否产生感应电动势？

[启发讲解] 当通过螺线管中电流变化时，螺线管中也能产生电磁感应现象，但这种电磁感应现象与我们前面学过的电磁感应现象有所不同，这种电磁感应现象的产生是由于通过导体自身的电流变化引起磁通量的变化。这种现象就称为自感现象。

二、新课：

[板书]

一、自感现象

[板书] 1.自感现象：由于导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

[启发提问]通过上面的分析，想一想，自感现象产生的原因是什么呢？ ［板书］２.自感现象产生的原因：导体本身电流变化，引起磁通量的变化。[提问讲解］自感现象属于一种电磁感应现象，那么在自感现象中有没有感应电动势产生呢？ [板书]

二、自感电动势：（15分钟）

[板书] 1.自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。[设问讲解] 那么自感电动势有什么作用呢？回顾楞次定律，然后通过实验来说明。

[板书] 2.自感电动势的作用:阻碍导体中原来电流的变化。

[小结讲解] ：（投影灯片）当通过螺线管中原来的电流I增大时，螺线管中产生的自感电动势阻碍I变大；当通过螺线管中原来的电流I减小时，螺线管中产生的自感电动阻碍I减小。[板书]（1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。（2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。[讲解] 下面通过实验来验证自感电动势的作用。[投影] 实验电路如图：

[讲解]介绍电路，其中L是带有铁芯的线圈。下面进行理论分析。[启发思考]（投影思考题）

（1）开关S合上的瞬间，通过两个支路的电流怎么变化？

（2）开关S合上的瞬间，通过两个支路的电流变化情况是否相同？为什么？（3）灯1和灯2哪个只能逐渐亮起来？

理论结果：（让学生讨论后回答）[演示实验一]

实验要观察的现象：灯1和灯2哪个立即达最亮，哪个只能逐渐亮起来。实验结果：灯1只能逐渐亮起来、灯2立即达最亮。

实验结果说明的问题：通过线圈的电流发生变化时，线圈中产生了自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈中原电流的变化。[演示实验二]

实验观察到的现象：电键断开后，灯泡要过一会儿才熄灭。

[引导学生对实验结果进行分析]：（投影实验电路）电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快地减少，因而线圈中产生了自感电动势。自感电动势阻碍电流的减弱，这时尽管灯泡与电源已经断开，但线圈和灯泡组成了闭合回路，所以灯泡中有有感应电流通过，因而灯泡不会立即熄灭。

总结两个实验要说明的问题。

[讲解]自感现象在我们日常生活中有很广泛的应用，如日光灯的镇流器就是利用线圈自感现象的一个例子……

[提问]（投影灯片）感应电动势大小与下面哪个因素有关？ A 磁通量大小 B 磁通量变化量的大小 C 磁通量变化的快慢 D 磁场的强弱

[设问]自感电动势是一种感应电动势，它的大小也与磁通量的变化快慢有关。在发生自感现象时，导体中产生的自感电动势与下面的哪个因素有关？ A 电流大小 B 电流变化量的大小 C 电流变化的快慢

（指导学生看书、思考、集体回答）

[板书] 3．自感电动势大小与线圈中电流变化快慢有关。

[讲解] 对同一线圈来说，电流变化的快，线圈中产生的自感电动势大；反之，电流变化得慢，产生的自感电动势小。

[讲解过渡]对于不同线圈，在电流变化快慢相同的情况下，产生的自感电动势可以不同，说明不同线圈具有不同的特性，在物理上用自感系数来表示这种特性。

[板书]

三、自感系数

[设问]那么线圈的自感系数与线圈的哪些因数有关呢？它的单位是什么？ [板书] 1．决定线圈自感系数的因素：线圈的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁芯。

[板书] 2．自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是H。1mH=10H，1μH=10H [例题]有关自感现象，下列叙述中正确的是：………（）

A 有铁芯的多匝金属线圈中，通过的电流强度不变时，无自感现象发生，线圈的自感系数为零

B 导体中所通电流发生变化时，产生的自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化

C 线圈中所通电流越大，产生的自感电动势也越大 D 线圈中所通电流变化越大，产生的自感电动势也越大

[引导学生分析]线圈的自感系数与线圈中是否有电流无关，它是由线圈本身的特性决定的。自感电动势的大小与线圈中电流变化的快慢有关。

[小结]本节课我们学习了自感现象产生的原因：是由于通过导体本身电流的变化，自感电动势的作用：阻碍导体中原来电流的变化、自感系数的决定因素和单位。-3

第三篇：高二新人教版物理电磁感应现象教学设计

高二新人教版物理电磁感应现象教学设计

《电磁感应现象》是高中物理课程，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。物理电磁感应现象教学设计为大家详细讲解了高二物理上册第三章知识点：电磁感应现象?，请大家认真学习。

教材分析

?本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。

教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。

电磁感应现象是电学部分的重点也是难点，尤其是为迈克尔·法拉第(Michael Faraday，公元1791～公元1867)电磁感应定律和楞次定律的学习提供了铺垫。电磁感应现象的发现不仅在科学和实践上具有重要意义，而且其指导思想以及发现过程中表现出的科学态度与意志力对学生有重要的启迪与和教育，这些在教学中有意识地加以体现。

学情分析

学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。

教法分析

为了充分调动学生学习的积极性，本节课采用“实验-探究”教学法，用环环相扣的问题将探究活动层层深入，最终师生共同得出探究结论。

教学目标

(1)? ? 知道磁通量的定义，知道磁通量的国际单位，知道公式 的适用条件，会用公式计算。

(2)? ? 知道电磁感应现象。

(3)? ? 理解感应电流产生的条件。

(4)? ? 运用感应电流产生的条件解决简单问题。

过程与方法：

(1)培养实验方法探究的能力。

(2)启发学生观察实验现象，从中分析归纳通过磁场产生电流的条件。

(3)通过实验的观察和分析，培养学生运用所学知识，分析问题、总结规律的能力。

情感态度与价值观：

(1)? ? 培养合作竞争的精神。

(2)通过“磁生电”的物理学史学习使学生感悟到科学发现的艰辛和辩证的思维方法。

教学重点与难点

本节重要知识点，即感应电流产生的条件，关键是要采用相应的教学手段让学生从实验中自己得出结论。

教学过程

新课引入

电带给了我们光明、温暖与快乐，世界没有了电，人类将会怎样？今年春节，南方大部分城市特别是湖南、贵州等城市的人们深切的体会到了电能的重要性。那里的人们不仅仅要应对黑暗，还要面对零下几度的风雪寒冷……对于现在的人类来说，一旦失去了电，也许比失去光阴还要可怕。当我们现在尽情享受电灯、电视……这一切现代文明的时候，我们有没有想过电是从而来呢？今天我们要学习新的一章，研究磁场是如何产生电流的——电磁感应。

创设情景引入新课 教师 ：我们前面学习了电流、磁场，电流周围是否存在磁场?那位物理学家首次发现了这一现象?(展示奥斯特的头像)，18世纪末意大利解剖学家加戈尼发现电流后，人们在很长一段时间都不知道电现象与磁现象有什么联系，直到1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应现象。奥斯特的发现结束了电与磁分别研究的历史，首次把电与磁联系起来，宣告了电磁学的诞生，为电磁学的统一奠定了基础，开创了电磁学研究的新时代。

教师? 我们回忆一下奥斯特试验：奥斯特的实验就是在通电直导线下面放一个小磁针，发现小磁针发生了偏转。为什么磁针会发生偏转呢

学生：电流产生了磁场

教师：，我们都知道了电流能产生磁场，反过来那我们自然就会想到一个问题——

学生：磁场可不可以产生电流?

教师：奥斯特揭开了关于电与磁联系的研究的序幕，普遍引起了这种对称性的思考：能不能用磁体使导线中产生出电流来?

教师：人们将利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。我们这节课来探究产生电磁感应现象的条件——电磁感应现象

教师：利用磁场产生电流的现象称为电磁感应。产生的电流叫感应电流。

一 磁通量

教师：为了研究问题方便，我们首先学习一个新的描述磁场的物理量，描述的是空间某一面的磁场情况

教师：根据字面意思，我们可得知磁-通-量-穿过磁感线的多少

教师：我们来看定义：设匀强磁场B中有一个与磁场方向垂直的平面S，我们定义磁感应强度B与面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。磁通量用大小的Φ表示? Φ=BS。这个公式指的面积是与磁场方向垂直的面积，我们也可以称为有效面积。如果某面与磁场方向不垂直呢? 我们取面积垂直方向的投影

学生：

教师：磁通量的单位是韦伯? Wb=1T.m2? ?标量

教师：我想问个问题，如果我想改变通过某面的磁通量，你们根据他的定义式，可以想出那些方法呢?

教师：现在我们明确了，磁通量的改变有3个方法：一个是垂直于磁感线的面积一个是磁感应强度的大小;面积磁感应强度同时改变

练习：矩形线框在匀强磁场中，沿水平向右运动，线框内有无磁通量的变化?如果线框绕cd边转动呢，线框内有无磁通量的变化?

2、面积相同的线圈，在磁场的不同位置，很明显磁感线的疏密不同，哪个线圈的磁通量比较大呢?

二探究感应电流的产生条件

教师：电流磁效应的发现轰动了整个欧洲，许多物理学家纷纷探索怎样用磁体使导线中产生感应电流。但是在相当长的时间里，并没有预期的结果。一些人设计的实验是，将磁体放在导线旁，然后检验导线中是否有电流产生。你们认为这个实验会不会有电流产生?

学生：没有

教师：我们演示一下，观察指针有没有发生偏转

教师：指针没有发生偏转，回忆初中的知识，为什么灵敏电流计的指针没有偏转?

学生：没有切割磁感线

教师：我来演示一下

教师：闭合回路中产生了电流，灵敏电流计的指针发生了偏转。我们来总结实验现象

学生：切割磁感线就会产生感应电流

教师：好，单独的一段导体吗? 学生：闭合回路中的导体

教师：我将这个现象归纳一下，闭合电路中导体切割磁感线产生感应电流。我将示意图画出来了

教师： 19世纪最伟大的实验物理学家法拉第也同样开始了这一探索工作从1821年开始他就着手于电磁方面的研究。他的日记里记载了多次实验，法拉第不断地进行实验，一次次的失败一次次的改进，他的日记上写下了“用磁生电”作为他的奋斗目标。他经过十年坚持不懈地努力终于，在1831年8成功地发现了电磁感应现象。在这期间他做了上百次的实验。我们看其中的一个实验1831年9月24日，,法拉第在两条磁棒的N、S极之间放上一条带有线圈的圆铁棒,线圈与一检流计连接。他发现当圆铁棒接触N、S极和脱离N、S极时,检流计的指针就会偏转。

教师：我们来做一下这个实验，看看是否有感应电流产生。

法拉第做完这个实验后，他就思考有没有其他的方式同样能闭合回路中产生感应电流呢?

同学们现在你们的面前有一个条形磁铁，线圈，灵敏电流计，你们讨论一下，有没有什么方法同样使线圈产生感应电流?大家可以讨论一下

教师：现在这些仪器放在你们的面前，分组实验

教师：好，那位同学分享一下您们组的实验过程

学生：可能移动条形磁铁或者移动通电线圈

教师：他的这个操作很明显闭合回路中有感应电流产生。将磁铁静止放在通电线圈中，指针会不会发生变化?

学：不会

教师：不管是线圈动还是磁体动，都线圈与磁体的相对运动

教师：现象归纳为运动的磁体

教师：法拉第继续思考：磁铁是不是必须的呢?条形磁铁的磁场与那个带电体的磁场相似?

教师：我们可不可用通电螺线管来代替条形磁铁呢?我们来看法拉第的另一个实验，这个图有两个螺线管，AB，A与电源、开关、滑动变阻器相连，B与灵敏电流计相连，将另一个通电螺线管代替了条形磁铁

教师：我们怎样操作能实线圈B中有感应电流产生呢?大家讨论一下

教师: 那位同学来动手操作一下，如何才可以使灵敏电流计指针发生偏转。

学生将B相对于A运动

教师：很好，通电螺线管B相当于条形磁铁，很明显灵敏电流计指针发生了偏转，我们知道通电螺线管产生的磁场相当于条形磁铁，这个实验现象我们也可以总结为：运动的磁铁

教师：通电螺线管与线圈二者相对静止，有没有可能也产生感应电流呢?

教师：那位学生上来操作一下

学生：改变滑动变阻器或断开闭合开关

教师：断开闭合开关，我们可以总结为什么的变化?电流的变化

教师：还有别的方法吗?这里还有个滑动变阻器，那位同学来操作以下?

教师：看到灵敏电流计有什么现象?

教师：我们将这个现象总结为变化的电流

教师：运动的磁体和变化的电流也就是变化的磁场

教师：1831年11月，法拉第向皇家学会提交了报告“电磁感应”，概括了可以产生感应电流的几种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的磁铁、在磁场中运动的导体

教师：这是我们实验现象的总结归纳，物理规律往往都有普适简洁之美，咱们这些现象的总结好像作为规律多了些

教师：我们看看能不能找出这些现象中的共性呢 教师：变化的电流、运动的导体、变化的磁场、变化的恒定电流其实都是闭合回路中磁场的变化，也就是磁感应强度的变化

教师：我们继续看导线切割磁感线的示意图。闭合回路的什么量的变化产生感应电流?

学生：面积变化

教师：一个闭合回路种面积的变化，一个是磁感应强度的变化产生电流，我们能不能再简练一些，用一个物理量来描述一下呢?

学生：磁通量

教师：非常好，电磁感应现象产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化闭合电路中就会产生电流。磁通量的变化有三种情况：磁感应强度的变化，面积的变化，二者同时变化

电磁感应实验公开演示后，一位贵妇人曾问到：“您这发现有什么用处”法拉第幽默地回答：“一个刚刚出生的婴儿有什么用呢?仅仅过了半个世纪这个婴儿变成一个健硕的巨人，电磁感应现象推动了经济的进步，为电能的利用做出了巨大的贡献，它不仅人类带来了光明和温暖，而且预示着世界第二次科技革命——电气化时代的到来。

教师：我们看几个练习

四：电磁感应的应用

地磁场产生感应电流实验

环保手电筒

五 ：了解法拉第

教师：课下我给大家留了作业，请大家找一些关于法拉第的资料。那位同学和大家分享一下?

小结：学生总结本节课心得

物理电磁感应现象教学设计的内容就是这些，课后还有高二物理电磁感应现象同步练习题请同学们及时练习。

第四篇：高考物理电磁感应易错题

电磁感应

[内容和方法]

本单元内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念，以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。

本单元涉及到的基本方法，要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题；能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题；会用图象表示电磁感应的物理过程，也能够识别电磁感应问题的图像。

[例题分析]

在本单元知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：概念理解不准确；空间想象出现错误；运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时，操作步骤不规范；不会运用图像法来研究处理，综合运用电路知识时将等效电路图画错。

例1在图11－1中，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时，电源的哪一端是正极？

【错解分析】错解：当变阻器的滑动头在最上端时，电阻丝AB因被短路而无电流通过。由此可知，滑动头下移时，流过AB中的电流是增加的。当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时，由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”，再由右手定则可知，AB中的电流方向是从A流向B，从而判定电源的上端为正极。

楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”，所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数，因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。

【正确解答】

当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时，它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”，所以，AB中电流的方向是由B流向A，故电源的下端为正极。

【小结】

同学们往往认为力学中有确定研究对象的问题，忽略了电学中也有选择研究对象的问题。学习中应该注意这些研究方法上的共同点。

例2长为a宽为b的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转，设t= 0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是 [ ]

【错解分析】t=0时，线圈平面与磁场平行、磁通量为零，对应的磁通量的变化率也为零，选A。

磁通量Φ=BS⊥BS（S⊥是线圈垂直磁场的面积），磁通量的变化ΔΦ=Φ2－Φ1，两者的物理意义截然不同，不能理解为磁通量为零，磁通量的变化率也为零。

【正确解答】

实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势e=εBabωcosωt。

当

t=0

时，cos

ω

t=

1，虽

然

mcosω

t = 量

磁通

可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即

【小结】

弄清概念之间的联系和区别，是正确解题的前提条件。在电磁感应中要弄清磁通量Φ、磁通量的变化ΔΦ以及磁通量的变化率ΔΦ/Δt之间的联系和区别。

例3一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为0.04m2，置于水平面上。若线框内的磁感强度在0.02s内，由垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T。则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为______A，从上向下俯视，线圈中电流的方向为______时针方向。

【错解分析】错解：由于磁感强度均匀变化，使得闭合线圈中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势

根据楞次定律，开始时原磁场方向垂直纸面向里，而且是均匀减少的。那么感应电流产生的磁场的方向应该与原磁场方向相同，仍然向里。再根据安培定则判断感应电流的方向为顺时针方向。同理，既然原磁场均匀减少产生的感应电流的方向为顺时针方向。那么，原磁场均匀增加时，产生的感应电流的方向必然是逆时针方向。

由于磁场的变化，而产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律

矢量差。在0.02s内磁场的方向发生了一次反向。设垂直纸面向里为正方向，ΔB=B2-（-B1）=B2+Bl

【正确解答】

根据法拉第电磁感应定律

根据楞次定律，磁感强度B从B1开始均匀减少到零的过程中，感应电流的磁场阻碍原磁通的减少，与原磁通的方向同向，感应电流的方向是顺时针的。接着磁感强度B从零开始反方向均均匀增加到B2，这个过程中，穿过闭合线圈的磁通量反方向增加，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增加，其方向是垂直纸面向里，再根据安培定则判断感应电流的方向仍然是顺时针的。

【小结】

应用楞次定律时，特别要注意感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化。不能把“阻碍变化”简单地理解为原磁场均匀减少，电流就是顺时针，原磁场均匀增加，感应电流就是逆时针。应用楞次定律解题要先判断原磁通的方向及其变化趋势，再用“阻碍变化”的原则来判断感应电流的磁场的方向，最后用右手定则来判断感应电流的方向。

例4如图11－2所示，以边长为50cm的正方形导线框，放置在B=0.40T的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方向成37°角，线框电阻为0.10Ω，求线框绕其一边从水平方向转至竖直方向的过程中通过导线横截面积的电量。

【错解分析】错解：线框在水平位置时穿过线框的磁通量

Φ1=BScos53°=6.0×10-2Wb

线框转至竖直位置时，穿过线框的磁通量Φ2=BScos37°=8.0×10-8（Wb）

这个过程中的平均电动势

通过导线横截面的电量

磁通量Φ1=BScosθ，公式中θ是线圈所在平面的法线与磁感线方向的夹角。若θ＜90°时，Φ为正，θ＞90°时，Φ为负，所以磁通量Φ有正负之分，即在线框转动至框平面与B方向平行时，电流方向有一个转变过程。错解就是忽略了磁通量的正负而导致错误。

【正确解答】

设线框在水平位置时法线（图11－2中）n方向向上，穿过线框的磁通量 Φ1=BScos53°=6.0×10-2Wb

当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角θ=143°，穿过线框的磁通量Φ1=BScos143°=-8.0×10-2Wb

通过导线横截面的电量

【小结】

通过画图判断磁通量的正负，然后在计算磁通量的变化时考虑磁通量的正负才能避免出现错误。

例5如图11－3所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，∠MON=α。在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO，ON并以平行于ON的速度V，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为R0，磁感强度为B，求回路中的感应电流。

【错解分析】错解：设PQ从顶角O开始向右运动的时间为Δt，Ob=v·Δt，ab=v·Δ·tgα，要求的电动势的瞬时值。因为电阻（1＋cosα

不是我们＋sinα）

由于两者不对应，结果就不可能正确。

【正确解答】

设PQ从顶角O开始向右运动的时间为Δt，Ob=v·Δt，ab＝v·Δ

回路中ε=Blv=B·ab·v=Bv2·Δt·tgα。回路中感应电流

时间增大，产生的感应电动势不是恒量。避免出错的办法是先判断感应电动势的特征，根据具体情况决定用瞬时值的表达式求解。

例6 如图11－4所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距0.2m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4Ω，导轨电阻不计，导轨ab的质量为0.2g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当ab导体自由下落0.4s时，突然接通电键K，则：（1）试说出K接通后，ab导体的运动情况。（2）ab导体匀速下落的速度是多少？（g取10m/s2）

【错解分析】错解：

（1）K闭合后，ab受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用。合力竖直向下，ab仍处于竖直向下的加速运动状态。随着向下速度的增大，安培力增大，ab受竖直向下的合力减小，直至减为0时，ab处于匀速竖直下落状态。

（2）略。

上述对（l）的解法是受平常做题时总有安培力小于重力的影响，没有对初速度和加速度之间的关系做认真的分析。不善于采用定量计算的方法分析问题。

【正确解答】

（1）闭合K之前导体自由下落的末速度为v0=gt=4（m/s）

K闭合瞬间，导体产生感应电动势，回路中产生感应电流。ab立即受到一个竖直向上的安培力。

此刻导体棒所受到合力的方向竖直向上，与初速度方向相反，加速

所以，ab做竖直向下的加速度逐渐减小的变减速运动。当速度减小至F安=mg时，ab做竖直向下的匀速运动。

【小结】

本题的最大的特点是电磁学知识与力学知识相结合。这类的综合题本质上是一道力学题，只不过在受力上多了一个感应电流受到的安培力。分析问题的基本思路还是力学解题的那些规矩。在运用牛顿第二定律与运动学结合解题时，分析加速度与初速度的关系是解题的最关键的第一步。因为加速度与初速度的关系决定了物体的运动。

例7 如图11－5所示，水平导轨的电阻忽略不计，金属棒ab和cd的电阻多别为Rab和Rcd，且Rab＞Rcd，处于匀强磁场中。金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动。ab在外力作用下处于静止状态，下面说法正确的是 [ ]

A．Uab＞Ucd

B．Uab=Ucd

C．Uab＜Ucd

D． 无法判断

【错解分析】错解：因导轨的电阻不计，金属棒ah和cd可以等效为两个电阻串联，而串联电路中，电压的分配跟电阻成正比。因为Rab＞Red，所以Uab＞Ucd，故选A。

cd金属棒在F的作用下，做切割磁感线运动，应视为电源。Ucd为电源的端电压，而不是内电压。所以Ucd≠IRcd，Ucd=ε-IRcd，不能将abcd等效为两个外电阻的串联。

【正确解答】

金属棒在力F的作用下向右作切割磁感线的运动应视为电源，而c、d分别等效为这个电源的正、负极，Ucd是电源两极的路端电压，不是内电压。又因为导轨的电阻忽略不计，因此金属棒ab两端的电压Uab也等于路端电压，即Ucd=Uab，所以正确的答案应选B。

【小结】

电源是将非静电能转换成电能的装置。本题中是通过电磁感应将机械能转化成为电能。cd的作用是电源。ab则是外电路中的电阻。画出等效电路图，如图11-6所示。然后再运用恒定电流的知识进行计算。电磁感应的问题中经常用到这样的化简为直流电路的等效方法。

例8 如图11－7所示装置，导体棒AB，CD在相等的外力作用下，沿着光滑的轨道各朝相反方向以0.lm/s的速度匀速运动。匀强磁场垂直纸面向里，磁感强度B=4T，导体棒有效长度都是L=0.5m，电阻R=0.5Ω，导轨上接有一只R′=1Ω的电阻和平行板电容器，它的两板间距相距1cm，试求：（l）电容器及板间的电场强度的大小和方向；（2）外力F的大小。

【错解分析】

错解一：

导体棒CD在外力作用下，会做切割磁感线运动，产生感应电动势。对导体棒AB在力F的作用下将向右做切割磁感线运动，根据右手定则可以判断出感应电动势方向向上，同理可分析出导体棒CD产生的感生

Uab=0，所以电容器两极板ab上无电压，极板间电场强度为零。

错解二：

求出电容器的电压是求电容器板间的电场强度大小的关键。由图11－7看出电容器的b板，接在CD的C端导体CD在切割磁感线产生感应电动势，C端相当于电源的正极，电容器的a接在AB的A端。导体棒AB在切割磁感线产生感应电动势，A端相当于电源的负极。导体棒AB，CD产生的电动势大小又相同，故有电容器的电压等于一根导体棒产生的感应电动势大小。

UC＝BLv＝4×0.5×0.l=0.2（V）

根据匀强电场场强与电势差的关系

由于b端为正极，a端为负极，所以电场强度的方向为b→a。

错解一：根据右手定则，导体棒AB产生的感应电动势方向向下，导体棒CD产生的感应电动势方向向上。这个分析是对的，但是它们对整个导体回路来说作用是相同的，都使回路产生顺时针的电流，其作用是两个电动势和内阻都相同的电池串联，所以电路中总电动势不能相减，而是应该相加，等效电路图如图11－8所示。

错解二：虽然电容器a板与导体AB的A端是等势点，电容器b板与导体CD的C端是等电势点。但是a板与b板的电势差不等于一根导体棒切割磁感线产生的电动势。a板与b板的电势差应为R′两端的电压。

【正确解答】

导体AB、CD在外力的作用下做切割磁感线运动，使回路中产生感应电流。

电容器两端电压等于R′两端电压UC=

=I

=0.2×1=0.2（V）

回路电流流向D→C→R′→A→B→D。所以，电容器b极电势高于a极电势，故电场强度方向b→a。

【小结】

从得数上看，两种计算的结果相同，但是错解二的思路是错误的，错在电路分析上。避免错误的方法是在解题之前，画出该物理过程的等效电路图，然后用电磁感应求感应电动势，用恒定电流知识求电流、电压和电场知识求场强，最终解决问题。

例9 如图11－9所示，一个U形导体框架，其宽度L=1m，框架所在平面与水平面的夹用α=30°。其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度B＝0.2T。今有一条形导体ab，其质量为m＝0.5kg，有效电阻R=0.1Ω，跨接在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，求:

（1）由静止释放导体，导体ab下滑的最大速度vm；

（2）在最大速度vm时，在ab上释放的电功率。（g=10m/s2）。

【错解分析】

错解一：

（1）ab导体下滑过程中受到重力G和框架的支持力N，如图11－10。

根据牛顿第二定律ΣF=ma mgsinα= ma a = gsinα

导体的初速度为V0=0，导体做匀加速直线运动，由运动学公式 v＝v0＋at=5t

随着t的增大，导体的速度v增大vm→∞

由ε=BLv可知

当vm→∞，电功率P→∞

错解二：

当导体所受合力为零时，导体速度达到最大值。

（1）导体ab受G和框架的支持力N，而做加速运动

由牛顿第二定律 mgsin30°= ma a = gsin30°

但是导体从静止开始运动后，就会产生感应电动势，回路中就会有感应电流，感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA。

随着速度v的增加，加速度a逐渐减小。当a＝0时，速度v有最大值

分析导体ab下滑过程中物理量变化的因果关系是求ab导体下滑最大速度的关键。

错解一：正是由于对电磁现象规律和力与运动的关系理解不够，错误地分析出ab导体在下滑过程中做匀加速运动。实际上，导体ab只要有速度，就会产生感应电动势，感应电流在磁场中受到安培力的作用。安培力随速度的增加而增大，且安培力的方向与速度方向相反，导体做加速度逐渐减小的变加速直线运动。

错解二：的分析过程是正确的，但是把导体下滑时产生的电动势写错了公式，ε=BLvsin30°中30°是错误的。ε=BLvsinθ中的θ角应为磁感强度B与速度v的夹角。本题中θ=90°。

【正确解答】

（1）导体ab受G和框架的支持力N，而做加速运动由牛顿第二定律 mgsin30°= ma a = gsin30°= 5（m/s2）

但是导体从静止开始运动后，就会产生感应电动势，回路中就会有感应电流，感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA

随着速度v的增加，加速度a逐渐减小。当a=0时，速度v有最大值

（2）在导体ab的速度达到最大值时，电阻上释放的电功率

【小结】 ：物理解题训练同学们的思维能力。本题要求同学从多角度来看问题。从加速度产生的角度看问题。由于导体运动切割磁感线发生电磁感应产生感应电流，感应电流的受力使得导体所受的合力发生改变，进而使导体的加速度发生变化，直到加速度为零。从能量转化和守恒的角度看：当重力做功使导体的动能增加的同时，导体又要切割磁感线发生电磁感应将动能转化为内能。直至重力做功全部转化为回路的内能。

例10用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd，线框每边长80cm，每边的电阻为0.01Ω。把线框放在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO′以ω=100rad/s的角速度匀角速度旋转，旋转方向如图

（1）每条边产生的感应动势大小；

（2）线框内感应电流的大小；

（3）e，f分别是ab和cd的中点，ef两点间的电势差。

【错解分析】错解：线圈在转动时，只有ab边和cd边作切割磁感线运动，产生感应电动势。

电势的方向向下。

（3）观察fcbe电路

（2）由右手定则可知，线框在图示位置时，ab中感应电动势方向向上，而cd中感应

本题解共有4处错误。第一，由于审题不清没有将每一条边的感应电动势求出，即缺少εad和εbc。即使它们为零，也应表达出来。第二，边长中两部分的的倍数关系与每一部分占总长的几分之几表述不正确。第三，ab边和cd边的感应电动势的方向分别向上、向下。但是它们的关系是电源的串联，都使电路中产生顺时针方向的电流，闭合回路的总电动势应为：εcd+εab，而不是相减。第四，求Uef时，研究电路fcbe，应用闭合电路欧姆定律，内电路中产生电动势的边长只剩下一半，感应电动势也只能是ε

【正确解答】

（1）线框转动时，ab边和cd边没有切割磁感线，所以ε

ad=0,εbc=0。cd/2。

（3）观察fcbe电路

【小结】

没有规矩不能成方圆。解决电磁感应的问题其基本解题步骤是：（1）通过多角度的视图，把磁场的空间分布弄清楚。（2）在求感应电动势时，弄清是求平均电动势还是瞬时电动势，选择合适的公式解题。（3）进行电路计算时要画出等效电路图作电路分析，然后求解。

例11共有100匝的矩形线圈，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中以角速度ω=10rad/s绕线圈的中心轴旋转。已知线圈的长边a=20cm，短边b=10cm，线圈总电阻为2Ω。求（1）线圈平面转到什么位置时，线圈受到的电磁力矩最大？最大力矩有多大？（2）线圈平面转到与磁场方向夹角60°时，线圈受到的电磁力矩。

【错解分析】错解：

（l）当线圈平面与磁场方向平行时电磁力矩最大。如图ll－12所示。

磁场对线圈一条边的作用力 F=BIb=0.01N

线圈受到的电磁力矩

（2）若θ=60°时，如图11-13

ε′=NBabωsin60°=1.73V

磁场对线圈一条边的作用力 F′=BI′b=0.00866N

此时线圈受到的电磁力矩

第一问解法是正确的。但第二问出了两点错：公式ε=Blvsinθ中的θ应该是B与v的夹角。错解中把线圈平面与磁场的夹角当作θ

。另一

【正确解答】

磁场对线圈一边的作用力 F′=BI′b=0.005N

此时的力矩

【小结】

依据题意准确地作出线圈在磁场中的速度方向和受力方向是解题的前提。这就是说，逻辑思维是要借助形象来帮忙。

例12 如图11－14所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A，B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则 [ ]

A．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度。

B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流

C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大

D．圆环最终将静止在平衡位置。

【错解分析】错解：如图11－14所示，当圆环从1位置开始下落，进入磁场和摆出磁场时（即2位置和3位置），由于有磁通量变化，圆环上产生感应电流，选项B正确。由于金属圆环自身存在内阻，所以必然有热量产生（既有能量损失）。因此，圆环不会再摆到4位置。选项A错。当圆环进入磁场后，穿过环内的磁通量不再发生变化，无感应电流产生。选项C错误。由于每次通过磁场都有能量损失，所以圆环最终将静止在平衡位置，D选项正确。

物体有惯性，人的思维也有惯性。这个同学对ABC选项的判断是正确的。只有D选项选错了。在圆环穿过磁场时，要发生电磁感应现象造成机械能转化为电能，电能再进一步转化为内能。但是，这位同学忘记分析当圆环仅在匀强磁场内摆动时，穿过圆环内的磁通量还变化吗？导致了选择错误。

【正确解答】

如图11－14所示，当圆环从1位置开始下落，进入磁场时（即2和3位置），由于圆环内磁通量发生变化，所以有感应电流产生。同时，金属圆环本身有内阻，必然有能量的转化，即有能量的损失。因此圆环不会摆到4位置。随着圆环进出磁场，其能量逐渐减少圆环摆动的振幅越来越小。当圆环只在匀强磁场中摆动时，如图11－15所示。圆环内无磁通量的变化，无感应电流产生，无机械能向电能的转化。题意中不存在空气阻力，摆线的拉力垂直于圆环的速度方向，拉力对圆环不做功，所以系统的能量守恒，所以圆环将在AB间来回摆动。

【小结】

电磁感应现象产生的条件是穿过线圈所包围的平面内的磁通量发生

只有回路中有ΔΦ≠0，即当面积S一定时，ΔB≠0，才会有感应电动势，才有感应电流的存在。可见，在分析物理问题时，要严格按照物理规律成立的条件办事。

例13如图11-16所示，直角三角形导线框ABC，处于磁感强度为B的匀强磁场中，线框在纸面上绕B点以匀角速度ω作顺时针方向转动，∠B =60°，∠C=90°，AB=l，求A，C两端的电势差UAC。

【错解分析】错解：把AC投影到AB上，有效长度AC′，根据几何关系（如图11－17），此解错误的原因是：忽略BC，在垂直于AB方向上的投影BC′也切割磁感线产生了电动势，如图11-17所示。

【正确解答】

该题等效电路ABC，如图11－5所示，根据法拉第电磁感应定律，穿过回路ABC的磁通量没有发生变化，所以整个回路的 ε总=0 ①

设AB，BC，AC导体产生的电动势分别为ε

1、ε

2、ε3，电路等效于图11-5，故有 ε总=ε1+ε2+ε3 ②

【小结】

注意虽然回路中的电流为零，但是AB两端有电势差。它相当于两根金属棒并联起来，做切割磁感线运动产生感应电动势而无感应电流。

例14 如图11－19所示，长为6m的导体AB在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋转。角速度ω=5rad/s，O点距A端为2m，求AB的电势差。

【错解分析】错解：根据法拉第电磁感应定律 ε=BLv v=ωL ε=BL2ω

断路时导体端电压等于电动势

法拉第电磁感应定律的导出公式ε=BLv是有条件的。它适用于导体平动且速度方向垂直于磁感线方向的特殊情况。不符合本题的转动情况，本题用错了公式。另外判断感应电动势方向上也出现了问题。

【正确解答】

由于法拉第电磁感应定律ε=BLv适用于导体平动且速度方向垂直于磁感线方向的特殊情况。将转动问题转化为平动作等效处理。因为v =ωL，可以用导体中点的速度的平动产生的电动势等效于OB转动切割磁感线产生的感应电动势。

UBO=UB-UO=εBO=4(V)

UAO=UA-UO=εAO=1(V)UAB=UA-UB=(UA-UO)-(UB-UO)=UAO-UBO=1-4=-3(V)

【小结】

本题中的等效是指产生的感应电动势相同。其基础是线速度与角速度和半径成正比。

例15 如图11－20所示，在磁感强度B= 2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环。圆环所在的平面与磁感线垂直。OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动。A端始终与圆环相接触OA棒的电阻R=0.1Ω，图中定值电阻R1=100Ω，R2=4.9Ω，电容器的电容C=100pF。圆环和连接导线的电阻忽略不计，求：

（1）电容器的带电量。哪个极板带正电。

（2）电路中消耗的电功率是多少？

【错解分析】错解：

（1）由于电容器两板间分别接在做切割磁感线导体棒的两端，电容器两端的电压就等于导体OA上产生的感应电动势。

根据右手定则，感应电流的方向由O→A，故电容器下板由于与O相接为正，上极板与A相接为负。

（2）根据闭合电路欧姆定律

电路中消耗的电功率P消=IR=4.9(W)

错解的原因是：

（1）电容器两板虽然与切割磁感线的导体相连，但两板间并不等于导体棒OA产生的感应电动势。因为导体棒有电阻。所以电容器的电压应等于整个回路的端电压。

（2）电路中消耗的功率由于导体棒有电阻，即相当于电源有内阻，所以电路中消耗的功率不仅在外电阻R2上，而且还消耗在内阻R上。P消=I2(R+R2)或根据能量守恒P源=Iε。

2【正确解答】

（l）画出等效电路图，图11－21所示。导体棒OA产生感应电动势

根据右手定则，感应电流的方向由O→A，但导体棒切割磁感线相当于电源，在电源内部电流从电势低处流向电势高处。故A点电势高于O点电势。又由于电容器上板与A点相接即为正极，同理电容器下板由于与O相接为负极。

（2）电路中消耗的电功率P消=I2(R+R2)=5(W)，或P消=Iε=5(W)

例16 如图11－22所示，A，B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。当电键K闭合时，下列说法正确的是 [ ]

A．A比B先亮，然后A熄灭

B．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮

C．AB一齐亮，然后A熄灭

D．A、B一齐亮．然后A逐渐变亮．B的亮度不变

【错解分析】错解：当电键闭合时．A灯与线圈L串联，B灯与R串联后分别并联于电源两端。虽然K闭合瞬间线圈会产生自感，即阻碍通过线圈支路电流的的增加。但A灯与L串联后并联接在电源上。电源两端有电压，就会有电流，所以AB都应该同时亮起来。只是闭合K的瞬间A灯不能达到应有的电流而亮度发暗。K闭合一段时间后两灯达到同样的亮度。所以A灯逐渐变亮，B灯亮度不发生变化，选D。

选择D选项时对自感现象理解不够。在K闭合的瞬间，通过每盏灯的电流到底怎样变化不清楚。

【正确解答】

电键闭合的瞬间，线圈由于自感产生自感电动势，其作用相当于一个电源。这样对整个回路而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中。两个电源各自独立产生电流，实际上等于两个电流的叠加。根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向。

图11-23a、b是两电源独立产生电流的流向图，C图是合并在一起的电流流向图。由图可知、在A灯处原电流与感应电流反向，故A灯不能立刻亮起来。在B灯处原电流与感应电流同向，实际电流为两者之和，大于原电流。故B灯比正常发光亮（因正常发光时电流就是原电流）。随着自感的减弱，感应电流减弱，A灯的实际电流增大，B灯实际电流减少，A变亮，B灯变暗，直到自感现象消失，两灯以原电流正常发光。应选B。

例17 在如图11－24所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B，导轨左端的间距为L1=4L0，右端间距为L2=L0。今在导轨上放置AC，DE两根导体棒，质量分别为m1=2m0，m2=m0，电阻R1=4R0，R2=R0。若AC棒以初速度V0向右运动，求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC，以及通过它们的总电量q。

【错解分析】错解：AC棒在磁场力的作用下，做变速运动。运动过程复杂，应从功能关系的角度来分析。由于没有摩擦，最后稳定的状态应为两棒做匀速运动。根据动量守恒定律m1v0=（m1＋m2）v′

整个回路产生的焦耳热

因为R1=4R0，R2=R0。所以AC棒在运动过程中产生的焦耳热

对AC棒应用动量定理：BIL1·△t=m1v′－m1v0

AC棒在磁场力的作用下做变速运动，最后达到运动稳定，两棒都做匀速运动的分析是正确的。但是以此类推认为两棒的运动速度相同是错误的。如果两棒的速度相同则回路中还有磁通量的变化，还会存在感应电动势，感应电流还会受到安培力的作用，AC，DE不可能做匀速运动。

【正确解答】

由于棒L1向右运动，回路中产生电流，Ll受安培力的作用后减速，L2受安培力加速使回路中的电流逐渐减小。只需v1，v2满足一定关系，两棒做匀速运动。

两棒匀速运动时，I=0，即回路的总电动势为零。所以有 BLlv1=BL2v2

再对DE棒应用动量定理BL2I·△t = m2v2

【小结】

以前我们做过类似的题。那道题中的平行轨道间距都是一样的。有一些同学不假思索，把那道题的结论照搬到本题中来，犯了生搬硬套的错误。差异就是矛盾。两道题的差别就在平行导轨的宽度不一样上。如何分析它们之间的差别呢？还是要从基本原理出发。平行轨道间距一样的情况两根导体棒的速度相等，才能使回路中的磁通量的变化为零。本题中如果两根导轨的速度一样，由于平行导轨的宽度不同导致磁通量的变化不为零，仍然会有感应电流产生，两根导体棒还会受到安培力的作用，其中的一根继续减速，另一根继续加速，直到回路中的磁通量的变化为零，才使得两根导体棒做匀速运动。抓住了两道题的差异之所在，问题就会迎刃而解。

例18 如图 11－25所示光滑平行金属轨道abcd，轨道的水平部分bcd处于竖直向上的匀强磁场中，bc部分平行导轨宽度是cd部分的2倍，轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。P棒位于距水平轨道高为h的地方，放开P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最终速度。

【错解分析】错解：

设P，Q棒的质量为m，长度分别为2L和L，磁感强度为B，P棒进入水平轨道的速度为v0，对于P棒，运用机械能守恒定律得

当P棒进入水平轨道后，切割磁感线产生感应电流。P棒受到安培力作用而减速，Q棒受到安培力而加速，Q棒运动后也将产生感应电动势，与P棒感应电动势反向，因此回路中的电流将减小。最终达到匀速运动时，回路的电流为零，所以 εp=εQ

即2BLvp=BLvQ

2vp=vQ

对于P，Q棒，运用动量守恒定律得到 mv0=mvp+mvQ

错解中对P，Q的运动过程分析是正确的，但在最后求速度时运用动量守恒定律出现错误。因为当P，Q在水平轨道上运动时，它们所受到的合力并不为零。Fp=2BIL，FQ=BIL（设I为回路中的电流），因此P，Q组成的系统动量不守恒。

【正确解答】

设P棒从进入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为△t，P，Q

对PQ分别应用动量定理得

【小结】

运用动量守恒定律和机械能守恒定律之前，要判断题目所给的过程是否满足守恒的条件。动量守恒的条件是：系统所受的合外力为零，或者是在某一方向上所受的合外力为零，则系统在该方向上动量的分量守恒。

第五篇：(精品)高二物理选修3-2第四章第5节《电磁感应规律的应用》教案

学校：临清实高 学科：物理 编写人：刘瞻

审稿人：侯智斌

选修3-2第四章第5节《电磁感应规律的应用》

一、教材分析

由感生电场产生的感应电动势—感生电动势，由导体运动而产生的感应电动势—动生电动势。这是按照引起磁通量变化的原因不同来区分的。感生电动势与动生电动势的提出，涉及到电磁感应的本质问题，但教材对此要求不高。教学中要让学生认识到变化的磁场可以产生电场，即使没有电路，感生电场依然存在，这是对电磁感应现象认识上的飞跃。

二、教学目标

1．知识目标：（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。2．能力目标：

理解感生电动势与动生电动势的概念 3．情感、态度和价值观目标：

（1）。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。

（2）。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。

三、教学重点难点

重点：感生电动势与动生电动势的概念。

难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。

四、学情分析

学生学习了《楞次定律》、《法拉第电磁感应定律》内容之后，本节重点是使学生理解感生电动势和动生电动势的概念，因此要想方设法引导学生通过课前预习和课堂上的探究性学习来达到这个目的。

五、教学方法

1．分组探究讨论法，讲练结合法

2．学案导学：见后面的学案。

3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习

六、课前准备

1．学生的学习准备：结合本节学案来预习本节课本内容。2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

3．教学环境的设计和布置：以学习小组为单位课前预习讨论两个重要概念及其实质。

七、课时安排：1课时

八、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

什么是电源？什么是电动势？

电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。

W如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值q，叫做电

E源的电动势。用E表示电动势，则：

Wq

在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。

设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。

（三）合作探究、精讲点拨。

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，试分析电路中的能量转化情况。

导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。

（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，由于磁场强弱的变化，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

解析：如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动，于是在棒的B端出现负电荷，而在棒的 A端显示出正电荷，所以A端电势比 B端高．棒 AB就相当于一个电源，正极在A端。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____________ 答案：1.AC

2.AB

3.向上

磁场变强

2mgR

2mg 22BL

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）

（五）发导学案、布置预习。

结合学案进一步加深对相关概念的理解和记忆，练习学案习题，并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。

设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。

九、板书设计

一、感应电场与感生电动势

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。

二、洛伦兹力与动生电动势

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。

十、教学反思

十一、学案设计(见下页)