第六章复习-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（沪科版上海选择性必修第二册 ）

第六章复习 自学主题：综合复习楞次定律；动生电动势；感生电动势； 自学目标： 1．深入理解楞次定律的意义，能够利用它判断感应电流产生的力学效果。 2．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 3．通过实验过程理解法拉第电磁感应定律，理解磁通量的变化率，并能熟练地计算；能够熟练地计算平均感应电动势（）和瞬时感应电动势（），切割情形）。 乐学善思 - 知识探索（楞次定律）- 要点一、楞次定律的得出 要点二、楞次定律的内容 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 要点三、楞次定律的诠释 （1）定律中的因果关系。闭合电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而结果是出现了感应电流的磁场。 （2）楞次定律符合能量守恒定律。感应电流的磁场在阻碍磁通量变化或阻碍磁体和螺线管（课本实验）间的相对运动的过程中，机械能转化成了电能。楞次定律中的“阻碍”正是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。 （3）楞次定律中两磁场间的关系。闭合电路中有两个磁场，一是引起感应电流的磁场，即原磁场；二是感应电流的磁场。当引起感应电流的磁通量（原磁通量）要增加时，感应电流的磁场要阻碍它的增加，两个磁场方向相反；原磁通量要减少时，感应电流的磁场阻碍它的减少，两个磁场方向相同。 （4）正确理解“阻碍”的含义。感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的原因——原磁场磁通量的变化，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁场的磁通量。“阻碍”的具体表现是：当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当原磁通量减少时，两磁场方向相同。阻碍不等于阻止，其作用是使磁通量增加或减少变慢，但磁通量仍会增加或减少。 要点四、楞次定律与能量守恒 电磁感应现象中，感应电流的能量（电能）不是凭空产生的，而是从其他形式的能量转化来的，如图所示，当条形磁铁靠近线圈时，线圈中产生图示方向的电流，而这个感应电流对条形磁铁产生斥力，阻碍条形磁铁的靠近，必须有外力克服这个斥力做功，它才能移近线圈；当条形磁铁离开线圈时，感应电流方向与图中所示方向相反，感应电流对磁铁产生吸引力，阻碍条形磁铁的离开。这里外力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程。 由此可见，当导体在磁场中运动时，导体中由于出现感应电流而受到的磁场力必然阻碍此导体的相对运动。所以楞次定律还可以表述为：当磁体间因相对运动产生感应电流时，感应电流的磁场总是阻碍导体间的相对运动。 综上所述，楞次定律是符合能量守恒定律的。 - 知识探索（法拉第电磁感应）- 要点一、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：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。 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，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，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。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 2．感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子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感生电动势。 （3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3、感生电动势的产生 由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。 变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。例如磁场变化时产生的感应电动势为 ． 要点二、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？他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：导体切割磁感线运动产生动生电动势 （2）大小：（的方向与的方向垂直） （3）动生电动势大小的推导： 　　　　 棒处于匀强磁场中，磁感应强度为，垂直纸面向里，棒沿光滑导轨以速度匀速向右滑动，已知导轨宽度为，经过时间由运动导，如图所示， 由