2. 法拉第电磁感应定律（导学案）物理人教版选择性必修第二册

该高中物理导学案围绕法拉第电磁感应定律展开，引导学生明晰感应电动势定义、掌握定律表达式、理解动生电动势机理，通过知识回顾（感应电流条件、磁通量等）和预习问题衔接旧知与新知，搭建学习支架。 特色在于强化科学探究，设计演示实验（磁体插入线圈、导体棒切割磁感线）和分组实验（磁体下落穿越线圈），让学生体验完整探究流程，培养科学探究能力。科学思维方面，引导归纳推导规律、构建解题框架，结合例题与练习巩固，提升科学推理与模型建构能力，助力物理观念形成。

2. 法拉第电磁感应定律 1. 物理观念：明晰感应电动势定义，掌握法拉第定律表达式，理解动生电动势机理，构建电磁感应宏观与微观认知。 2. 科学思维：学会归纳推导规律，构建分类解题框架，运用矢量分解深化对公式适用条件的严谨认知。 3. 科学探究：参与实验探究，体验完整流程，感受从普遍到特殊的演绎推理，提升探究能力。 4. 科学态度与责任：学习法拉第探索精神，秉持实事求是态度，树立严谨科学治学理念。 1. 感应电动势与磁通量变化率关系与法拉第电磁感应定律内容及表达式。 2. 导体切割磁感线公式推导与应用。 3. 磁通量相关概念辨析；平均与瞬时感应电动势区别判断；动生电动势微观机理理解。 知识回顾 1. 感应电流的产生条件：穿过闭合导体回路的________发生变化。 2. 磁通量的定义式：Φ= ，单位是（符号：________）。 3. 电源电动势的物理意义：描述电源________的本领，闭合电路中电流与电动势的关系为I=________。 4. 变化量与变化率的区别：变化量是某物理量的________与________的差值，变化率是________与________的比值（反映变化快慢）。 【预习新知】（阅读教材/资料） 1. 感应电流的大小由哪些因素决定？感应电流与感应电动势是什么关系？ ________________________________________________________________ 2. 磁通量变化越快，感应电流就越大吗？背后的本质原因是什么？ _______________________________________________________________ 3. 导体切割磁感线时，感应电动势的大小可能与哪些物理量有关？ _______________________________________________________________ 1. 实验探究：感应电流大小的影响因素 演示实验 1：条形磁体以不同速度插入线圈，观察电流表指针偏转情况。 现象：插入速度越快，指针偏转越________；插入速度越慢，指针偏转越________。 猜想：感应电流的大小可能与________有关。 演示实验 2：导体棒以不同速度切割磁感线，观察电流表指针偏转情况。 现象：速度越快，指针偏转越________；速度越慢，指针偏转越________。 猜想：感应电流的大小可能与________有关。 思考讨论 两次实验中，哪些物理量发生了变化？指针偏转大小反映了什么？” 实验结论 当插入速度很快时，电流表指针________；当能插入速度很慢时，电流表指针________。看来感应电流的大小和插入________有关。 用金属棒切割磁感线产生感应电流，但是当金属棒运动速度越快时，电流表指针偏转越大，越慢时电流表指针偏转越小，看来感应电流的大小与______ __ 有关。 提炼 “磁体插入快慢→______ __；导体棒速度→面积变化快慢→______ __ 的逻辑链条，得出 “感应电流大小与______ __有关” 的初步结论。 结论升华 上述两个个实验中，插入磁铁越快，会导致线圈中的______ __，那穿过线圈的______ __。同样的金属棒运动越快回路中______ __就越快，穿过回路的______ __也越快。 在两个实验都说明，当穿过闭合回路的磁通量变化越快时，回路中的感应电流就越大，而在回路中电阻一定的情况下，感应电流的大小可能与磁通量变化的快慢有关，而磁通量变化的快慢就是磁通量的变化率。也就是说，感应电流的大小与磁通量的变化率有关。 2. 定量探究：感应电动势与磁通量变化率的关系 分组实验 “磁体下落穿越线圈” 实验验证：“磁体下落穿越线圈” 分组实验 器材：线圈、强磁体、长玻璃管、电压表、刻度尺。 步骤： ① 将线圈固定，使长玻璃管竖直穿过线圈，记录线圈与玻璃管上管口的距离（20cm、30cm、40cm、50cm）； ② 让磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈，记录电压表的示数； ③ 保持下落高度不变，更换不同匝数的线圈，重复实验； ④ 保持线圈匝数和下落高度不变，更换不同强度的磁体，重复实验。 数据记录： 线圈距离上管口距离（cm） 20 30 40 50 电压表示数（V） 线圈匝数（匝） 50 100 150 电压表示数（V） 分析与结论： ① 磁体下落高度越高，磁通量变化越________，电压表示数越________，说明感应电动势与________成正比； ② 线圈匝数越多，电压表示数越________，说明感应电动势与________成正比。 结论归纳 分析数据，发现 “磁体下落高度越高（磁通量变化越快），电压表示数________；线圈匝数________，电压表示数________”，进而推导 “感应电动势的大小与________成正比，与________成正比”。 感应电流的大小跟穿过这一电路的________成正比。 3. 法拉第电磁感应定律的建立 定律表述与公式 闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的______ __成正比，即E＝k。 这个式子就表示E与磁通量的变化率成正比。这个k就是比例常量，通过大量的实验证明这个k就等于1。所以电磁感应定律也可以写成这样： ______ __（单匝线圈） ______ __（n匝线圈） 概念辨析： 物理量 定义式 物理意义 磁通量（Φ） Φ=BS 描述穿过回路的磁场多少 磁通量变化量（ΔΦ） ΔΦ=Φ末​−Φ初​ 描述磁通量的变化多少 磁通量变化率（ΔΦ​/Δt） ΔΦ​/Δt 描述磁通量变化的快慢 公式拓展应用 我们知道磁通量Φ=BS，那么磁通量的变化就可以是磁场变化、正对面积变化、两者同时变化引起的。所以上述表达式又可以延伸为： 1 磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝________，则E＝________。 2 磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝________，则E＝________。 3 如果磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，ΔΦ＝________，有E＝________。 例题分析 例题1：如图甲所示，一单匝圆形线圈垂直放入磁场中，磁场为垂直于线圈平面向里的匀强磁场，穿过圆形线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示，不计导线电阻，求： (1)2 s内线圈内磁通量的变化量ΔΦ； (2)线圈中产生的感应电动势E1； (3)若其他条件不变，线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势E2。 例题2：穿过同一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图中的①～④所示，下列关于回路中感应电动势的说法正确的是(　　) A．图①回路产生恒定不变的感应电动势 B．图②回路产生的感应电动势一直在变大 C．图③回路0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势 D．图④回路产生的感应电动势先变大再变小 4. 导体切割磁感线时的感应电动势 过程分析：金属棒在匀强磁场中，导轨之间的这一段长度是L，磁场的磁感应强度是B，当金属棒以速度v切割磁感线，产生的感应电动势是多少？ ①时间是Δt，导体棒运动的距离x=________ ②回路面积的变化量，即ΔS=________ ③磁通量的变化量：ΔΦ=________ ④代入法拉第电磁感应定律：E＝得E＝________。 其中B是磁感应强度，L是切割磁感线的导线长度，v是导体相对于磁场的运动速度。在刚才的推导中，磁场是匀强磁场，并且磁场的方向，导体棒放置的方向和导体棒的运动方向，三者是相互垂直的。 公式成立条件：①________ ②________。 （1）导体斜割磁感线 如图磁场方向竖直向下，导体棒为L垂直于纸面放置，斜向下运动。它与磁场的夹角是θ，此时产生的感应电动势又是多少呢？ 只有导体切割磁感线时才会产生感应电动势。若把这个速度分解成这两个方向的分量：垂直于磁感线的分量v1=________；平行于磁感线的分量v2=________。 发现只有在这个方向上运动才会切割磁感线，也就才会产生感应电动势，所以在计算电动势时，速度v得代入它在水平方向的分量E=________ 当θ=0°时，v与B平行，不切割磁感线，所以E＝________。 当θ=90°时，v与B垂直，切割磁感线，所以E＝________。 能够和前面的很好对应，使用这个公式时一定要注意角度的问题。 （2）要是L、v不垂直又该如何求感应电动势呢？ L为有效切割长度 方法：要找切割磁感线的分速度，把速度分解成平行于导线的分量和垂直于导线的分量。显然只有垂直于导线的分量才会切割磁感线，进而产生感应电动势。所以感应电动势 E=BLvsinθ 这个式子也可以写成这样E=BvLsinθ，这个Lsinθ在图中来看就是这一段长度，也就是导线垂直于运动方向上的投影。即有效切割长度，为导线垂直于运动方向上的投影。 若发现导体与磁场垂直,但是却和运动方向有夹角时,就用有效切割长度来算感应电动势。 例如：如图的导线，分为两段，所以我们分两段找它们在速度方向的投影。圆弧切割产生的感应电动势时，你就可以用连接圆弧首尾的线段来代替，也是投影。 （3）两个公式的比较 E＝n E＝BLv 适用范围 普遍适用 磁场变化：E＝nS 面积变化：E＝nB S：线圈内部磁场的面积 导体切割磁感线运动 相互垂直 研究对象 回路中产生的感应电动势 某部分导体电动势 物理意义 Δt：某一段时间 平均感应电动势 v：瞬时速度 瞬时感应电动势 若这个Δt趋近于零，E＝n这个公式算出的也是瞬时感应电动势。若这个v是平均速度，那这个公式算出的就是平均感应电动势。 例题分析 例题3：如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距L＝0.2 m，磁感应强度大小B＝0.5 T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R＝4.8 Ω，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r＝1.2 Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v＝12 m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： (1)金属棒ab产生的感应电动势大小； (2)水平拉力的大小F； (3)金属棒a、b两点间的电势差。 5：动生电动势的微观机理 思考与讨论：（为讨论方便设自由电荷为正电荷） 问题：导体棒切割磁感线时，自由电荷为何会定向移动？ 分析： ① 导体棒运动时，自由电荷随导体一起运动，受到________力的作用（非静电力）； ② 根据左手定则，正电荷向导体棒________端移动，负电荷向________端移动； ③ 电荷积累形成________场，最终________力与________力平衡，电荷停止定向移动，导体棒两端形成稳定电势差。 结论： 动生电动势：由________产生的电动势； 非静电力来源：________； 导体棒的作用：相当于________。 课堂小结 1．(多选)关于感应电动势，下列说法正确的是(　　) A．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势一定越大 B．穿过回路的磁通量变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关 C．穿过回路的磁通量的变化率为零，回路中的感应电动势一定为零 D．某一时刻穿过回路的磁通量为零，回路中的感应电动势一定为零 2.(多选)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图所示，图线为正弦曲线的一部分，则(　　) A．在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B．在t＝1×10－2 s时刻，感应电动势最大 C．在t＝2×10－2 s时刻，感应电动势为零 D．在0～2×10－2 s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 3.如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E，将此棒弯成长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相互垂直的平面内，当它沿两段折线夹角角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为E′。则等于(　　) A. B. C．1 D. 4.如图所示，平行导轨间距为d，其左端接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面向上。一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在导轨上滑行时，通过电阻R的电流大小是(　　) A. B. C. D. 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2. 法拉第电磁感应定律 1. 物理观念：明晰感应电动势定义，掌握法拉第定律表达式，理解动生电动势机理，构建电磁感应宏观与微观认知。 2. 科学思维：学会归纳推导规律，构建分类解题框架，运用矢量分解深化对公式适用条件的严谨认知。 3. 科学探究：参与实验探究，体验完整流程，感受从普遍到特殊的演绎推理，提升探究能力。 4. 科学态度与责任：学习法拉第探索精神，秉持实事求是态度，树立严谨科学治学理念。 1. 感应电动势与磁通量变化率关系与法拉第电磁感应定律内容及表达式。 2. 导体切割磁感线公式推导与应用。 3. 磁通量相关概念辨析；平均与瞬时感应电动势区别判断；动生电动势微观机理理解。 知识回顾 1. 感应电流的产生条件：穿过闭合导体回路的 磁通量 发生变化。 2. 磁通量的定义式：Φ=BS，单位是 韦伯 （符号：_Wb__）。 3. 电源电动势的物理意义：描述电源 非静电力 的本领，闭合电路中电流与电动势的关系为I=E/R。 4. 变化量与变化率的区别：变化量是某物理量的 末状态 与 初状态 的差值，变化率是 变化量 与时间 的比值（反映变化快慢）。 【预习新知】（阅读教材/资料） 1. 感应电流的大小由哪些因素决定？感应电流与感应电动势是什么关系？ 2. 磁通量变化越快，感应电流就越大吗？背后的本质原因是什么？ 3. 导体切割磁感线时，感应电动势的大小可能与哪些物理量有关？ 1. 实验探究：感应电流大小的影响因素 演示实验 1：条形磁体以不同速度插入线圈，观察电流表指针偏转情况。 现象：插入速度越快，指针偏转 越大；插入速度越慢，指针偏转 越小 。 猜想：感应电流的大小可能与 插入快慢 有关。 演示实验 2：导体棒以不同速度切割磁感线，观察电流表指针偏转情况。 现象：速度越快，指针偏转 越大；速度越慢，指针偏转 越小。 猜想：感应电流的大小可能与 运动快慢 有关。 思考讨论 两次实验中，哪些物理量发生了变化？指针偏转大小反映了什么？” 实验结论 当插入速度很快时，电流表指针偏转大；当插入速度很慢时，电流表指针偏转小。看来感应电流的大小和插入磁铁的快慢有关。 用金属棒切割磁感线产生感应电流，但是当金属棒运动速度越快时，电流表指针偏转越大，越慢时电流表指针偏转越小，看来感应电流的大小与金属棒的运动速度有关。 提炼 “磁体插入快慢→磁通量变化快慢；导体棒速度→面积变化快慢→磁通量变化快慢” 的逻辑链条，得出 “感应电流大小与磁通量变化快慢有关” 的初步结论。 结论升华 上述两个实验中，插入磁铁越快，会导致线圈中的磁场变化越快，那穿过线圈的磁通量变化也越快。同样的金属棒运动越快回路中面积变化就越快，穿过回路的磁通量变化也越快。 在两个实验都说明，当穿过闭合回路的磁通量变化越快时，回路中的感应电流就越大，而在回路中电阻一定的情况下，感应电流的大小可能与磁通量变化的快慢有关，而磁通量变化的快慢就是磁通量的变化率。也就是说，感应电流的大小与磁通量的变化率有关。 2. 定量探究：感应电动势与磁通量变化率的关系 分组实验 “磁体下落穿越线圈” 实验验证：“磁体下落穿越线圈” 分组实验 器材：线圈、强磁体、长玻璃管、电压表、刻度尺。 步骤： ① 将线圈固定，使长玻璃管竖直穿过线圈，记录线圈与玻璃管上管口的距离（20cm、30cm、40cm、50cm）； ② 让磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈，记录电压表的示数； ③ 保持下落高度不变，更换不同匝数的线圈，重复实验； ④ 保持线圈匝数和下落高度不变，更换不同强度的磁体，重复实验。 数据记录： 线圈距离上管口距离（cm） 20 30 40 50 电压表示数（V） 线圈匝数（匝） 50 100 150 电压表示数（V） 分析与结论： ① 磁体下落高度越高，磁通量变化越 快 ，电压表示数越 大 ，说明感应电动势与磁通量变化率成正比； ② 线圈匝数越多，电压表示数越越大，说明感应电动势与线圈匝数成正比。 结论归纳 分析数据，发现 “磁体下落高度越高（磁通量变化越快），电压表示数越大；线圈匝数越多，电压表示数越大”，进而推导 “感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，与线圈匝数成正比”。 感应电流的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 3. 法拉第电磁感应定律的建立 定律表述与公式 闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即E＝k 这个式子就表示E与磁通量的变化率成正比。这个k就是比例常量，通过大量的实验证明这个k就等于1。所以电磁感应定律也可以写成这样： E＝（单匝线圈） E＝n（n匝线圈） 概念辨析： 物理量 定义式 物理意义 磁通量（Φ） Φ=BS 描述穿过回路的磁场多少 磁通量变化量（ΔΦ） ΔΦ=Φ末​−Φ初​ 描述磁通量的变化多少 磁通量变化率（ΔΦ​/Δt） ΔΦ​/Δt 描述磁通量变化的快慢 公式拓展应用 我们知道磁通量Φ=BS，那么磁通量的变化就可以是磁场变化、正对面积变化、两者同时变化引起的。所以上述表达式又可以延伸为： ①磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则E＝nS。 ②磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝nB。 ③如果磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，有E＝n。 例题分析 例题1：如图甲所示，一单匝圆形线圈垂直放入磁场中，磁场为垂直于线圈平面向里的匀强磁场，穿过圆形线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示，不计导线电阻，求： (1)2 s内线圈内磁通量的变化量ΔΦ； (2)线圈中产生的感应电动势E1； (3)若其他条件不变，线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势E2。 答案　(1)0.4 Wb　(2)0.2 V　(3)20 V 解析　(1)2 s内线圈内磁通量的变化量 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.5 Wb－0.1 Wb＝0.4 Wb (2)根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势为 E1＝n1＝1× V＝0.2 V (3)线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势为 E2＝n2＝100× V＝20 V。 例题2：穿过同一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图中的①～④所示，下列关于回路中感应电动势的说法正确的是(　　) A．图①回路产生恒定不变的感应电动势 B．图②回路产生的感应电动势一直在变大 C．图③回路0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势 D．图④回路产生的感应电动势先变大再变小 答案　C 解析　根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势与磁通量的变化率成正比，即E＝n，结合数学知识可知：穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率k＝；题图①中磁通量Φ不变，无感应电动势；题图②中磁通量Φ随时间t均匀增大，图像的斜率k不变，即产生的感应电动势不变；题图③中回路在0～t1时间内磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率为k1，在t1～t2时间内磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率为k2，从图像中发现：k1大于k2的绝对值，所以在0～t1时间内产生的感应电动势大于在t1～t2时间内产生的感应电动势；题图④中磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率的绝对值先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大。故选C。 4. 导体切割磁感线时的感应电动势 过程分析：金属棒在匀强磁场中，导轨之间的这一段长度是L，磁场的磁感应强度是B，当金属棒以速度v切割磁感线，产生的感应电动势是多少？ ①时间是Δt，导体棒运动的距离x=v·Δt ②回路面积的变化量，即ΔS=Lv·Δt ③ 磁通量的变化量：ΔΦ=B·Lv·Δt ④ 代入法拉第电磁感应定律：E＝得E＝＝=BLv。 其中B是磁感应强度，L是切割磁感线的导线长度，v是导体相对于磁场的运动速度。在刚才的推导中，磁场是匀强磁场，并且磁场的方向，导体棒放置的方向和导体棒的运动方向，三者是相互垂直的。 公式成立条件：①B是匀强磁场 ②B、L、v相互垂直。 （1）导体斜割磁感线 如图磁场方向竖直向下，导体棒为L垂直于纸面放置，斜向下运动。它与磁场的夹角是θ，此时产生的感应电动势又是多少呢？ 只有导体切割磁感线时才会产生感应电动势。若把这个速度分解成这两个方向的分量：垂直于磁感线的分量v1=vsinθ；平行于磁感线的分量v2=vcosθ。 发现只有在这个方向上运动才会切割磁感线，也就才会产生感应电动势，所以在计算电动势时，速度v得代入它在水平方向的分量E=BLvsinθ 当θ=0°时，v与B平行，不切割磁感线，所以E＝0。 当θ=90°时，v与B垂直，切割磁感线，所以E＝BLv。 能够和前面的很好对应，使用这个公式时一定要注意角度的问题。 （2）要是L、v不垂直又该如何求感应电动势呢？ L为有效切割长度 方法：要找切割磁感线的分速度，把速度分解成平行于导线的分量和垂直于导线的分量。显然只有垂直于导线的分量才会切割磁感线，进而产生感应电动势。所以感应电动势 E=BLvsinθ 这个式子也可以写成这样E=BvLsinθ，这个Lsinθ在图中来看就是这一段长度，也就是导线垂直于运动方向上的投影。即有效切割长度，为导线垂直于运动方向上的投影。 若发现导体与磁场垂直,但是却和运动方向有夹角时,就用有效切割长度来算感应电动势。 例如：如图的导线，分为两段，所以我们分两段找它们在速度方向的投影。圆弧切割产生的感应电动势时，你就可以用连接圆弧首尾的线段来代替，也是投影。 （3）两个公式的比较 E＝n E＝BLv 适用范围 普遍适用 磁场变化：E＝nS 面积变化：E＝nB S：线圈内部磁场的面积 导体切割磁感线运动 相互垂直 研究对象 回路中产生的感应电动势 某部分导体电动势 物理意义 Δt：某一段时间 平均感应电动势 v：瞬时速度 瞬时感应电动势 若这个Δt趋近于零，E＝n这个公式算出的也是瞬时感应电动势。若这个v是平均速度，那这个公式算出的就是平均感应电动势。 例题分析 例题3：如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距L＝0.2 m，磁感应强度大小B＝0.5 T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R＝4.8 Ω，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r＝1.2 Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v＝12 m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： (1)金属棒ab产生的感应电动势大小； (2)水平拉力的大小F； (3)金属棒a、b两点间的电势差。 答案　(1)1.2 V　(2)0.02 N　(3)0.96 V 解析　(1)设金属棒中产生的感应电动势大小为E， 则E＝BLv 代入数值得E＝1.2 V。 (2)设流过电阻R的电流大小为I， 则I＝ 代入数值得I＝0.2 A 因棒匀速运动，则拉力等于安培力，有 F＝F安＝BIL＝0.02 N。 (3)a、b两点间的电势差为Uab＝IR 代入数值得Uab＝0.96 V。 5．动生电动势的微观机理 思考与讨论：（为讨论方便设自由电荷为正电荷） 问题：导体棒切割磁感线时，自由电荷为何会定向移动？ 分析： ① 导体棒运动时，自由电荷随导体一起运动，受到 洛伦兹力 的作用（非静电力）； ② 根据左手定则，正电荷向导体棒 上 端移动，负电荷向 下 端移动； ③ 电荷积累形成 电场 ，最终 电场 力与洛伦兹力力平衡，电荷停止定向移动，导体棒两端形成稳定电势差。 结论： 动生电动势：由 运动 产生的电动势； 非静电力来源：洛伦兹力； 导体棒的作用：相当于 电源 。 课堂小结 1．(多选)关于感应电动势，下列说法正确的是(　　) A．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势一定越大 B．穿过回路的磁通量变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关 C．穿过回路的磁通量的变化率为零，回路中的感应电动势一定为零 D．某一时刻穿过回路的磁通量为零，回路中的感应电动势一定为零 答案　BC 2.(多选)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图所示，图线为正弦曲线的一部分，则(　　) A．在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B．在t＝1×10－2 s时刻，感应电动势最大 C．在t＝2×10－2 s时刻，感应电动势为零 D．在0～2×10－2 s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 答案　BC 解析　由法拉第电磁感应定律知E＝，故t＝0及t＝2×10－2 s时刻，E＝0，A项错误，C项正确；t＝1×10－2 s时，E最大，B项正确；0～2×10－2 s时间内，ΔΦ≠0，则E≠0，D项错误。 3.如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E，将此棒弯成长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相互垂直的平面内，当它沿两段折线夹角角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为E′。则等于(　　) A. B. C．1 D. 答案　B 解析：设折弯前金属棒切割磁感线的长度为L，产生的感应电动势E＝BLv；弯折后，金属棒切割磁感线的有效长度为L′＝＝L，故产生的感应电动势E′＝BL′v＝B·Lv＝E，所以＝，B正确。 4.如图所示，平行导轨间距为d，其左端接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面向上。一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在导轨上滑行时，通过电阻R的电流大小是(　　) A. B. C. D. 答案　D 解析　金属棒MN垂直于磁场放置，运动速度v与棒垂直，且v⊥B，即已构成两两相互垂直的关系，MN接入导轨间的有效长度为l＝，所以E＝Blv＝，I＝＝，故选项D正确。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $