专题7 （考点解读）电磁感应现象的两类情况 高二物理选修3-2考点解读与考点练习 -2020-2021学年高二物理考点解读与考点练习（人教版选修3-2）

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专题 7 电磁感应现象的两类情况
一、电磁感应现象中的感生电场
1.感生电场
（1）定义： 麦克斯韦 在他的电磁理论中指出： 变化 的磁场能在周围空间激发电场，这种电场叫
感生电场。
（2）感生电场的方向根据闭合电路（或假想的闭合电路）中感应电流的方向确定。
2.感生电动势：由 感生电场 产生的感应电动势。
3.感生电动势中的非静电力：就是 感生电场 对自由电荷的作用。
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
1.成因：导体棒做切割磁感线运动时，导体棒中的自由电荷随棒一起定向运动，并因此受到洛伦兹力。
2.动生电动势：由于导体 运动 而产生的感应电动势。
3.动生电动势中的非静电力：与 洛伦兹力 有关。
命题点一 对感生电场和感生电动势的理解
1.感生电场与静电场的区别
静电场 感生电场
产生条件 由电荷激发 由变化的磁场激发
电场线特点 静 电 场 的 电 场线 不 闭 合 ， 总是 始 于 正 电
荷，终止于负电荷，不闭合、不相交、也
不相切.
感生电场的电场线是闭合曲线，没有终
点和起点.
电场对电荷做功 单位正电荷在静电场中沿闭合路径运动一
周时，电场力所做的功为零
单位正电荷在感生电场中沿闭合路径运
动一周时，电场力所做的功不为零
电场方向的判断 静 电 场 方 向 与正 电 荷 所 受 电场 力 方 向 一
致，沿电场线的切方向
感生电场方向是根据磁场的
变化情况由楞次定律判断的
2.感生电动势与动生电动势的对比
感生电动势 动生电动势
产生原因 磁场变化 导体做切割磁感线运动
移动电荷的非静电力 感生电场对自由电荷的电场力 导体中自由电荷所受洛伦
兹力沿导体方向的分力
回路中相当于电源部分 处于变化磁场中的导体部分 做切割磁感线运动的导体
方向判断方法 由楞次定律判断 通常由右手定则判断，也可由楞次定律判断
大小计算方法
用 计算
通常用 计算
相互联系 感生电动势与动生电动势的本质是相同的，都遵从法拉第电磁感应定律，体现
能量的转化与守恒
例1.如图所示，边长为 a的导线框 ABCD 处于磁感应强度为 B0的匀强磁场中，BC 边与磁场右边界重合．
现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度 v匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均
匀变化．若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为 （
）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】两个过程中感应电流的大小相等，即感应电动势大小相等．线框以垂直于边界的速度 v匀速向右
运动时，根据法拉第电磁感应定律：E＝B0av，感应电流为：I＝ ；磁感应强度随时间均匀变化：E＝
a2，E＝IR，联立得：E＝a2＝B0av，得 ＝ .
例2.如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向
垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为 B0.使该线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴
以角速度 ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时
间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率 的大小应
为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】设圆的半径为 L，电阻为 R，当线框以角速度 ω匀速转动时产生的感应电动势 E1＝B0ωL2.当线
框不动，而磁感应强度随时间变化时 E2＝πL2，由 ＝ 得 B0ωL2＝πL2，即 ＝ ，故 C项
正确．
例3.如图所示，空间存在方向竖直向下的磁场，MN、PQ 是水平放置的平行长直导轨，其间距 L＝0.2
m．额定电压为 2 V 的小灯泡接在导轨一端，ab 是跨接在导轨上内阻不计的导体棒，开始时 ab 与NQ 的
距离为 0.2 m.
（1）若导体棒固定不动，要使小灯泡正常发光，磁感应强度随时间的变化率是多大？
（2）若磁感应强度保持 B＝2 T 不变，ab 匀速向左运动，要使小灯泡正常发光，ab 切割磁感线的速度是
多大？
【答案】　（1）50 T/s　（2）5 m/s
【解析】　由于 ab 电阻不计，所以小灯泡两端的电压即为电动势，E＝UL＝2 V.
（1）由 E＝·S得： ＝ ＝ T/s＝50 T/s
（2）由 E＝BLv 得：v＝ ＝ m/s＝5 m/s
命题点三 对洛伦兹力与动生电动势的理解
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
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