高中物理必备知识点：感生电动势和动生电动势12页

第五节：感生电动势和动生电动势
[高效学习图解]

[重难点高效突破]：
重难点 1 感生电动势
高效归纳：感生电场产生的感应电动势称为感生电动势。
思维突破：（1 感生电场又称涡旋电场。它与静电场均能对电荷有作用力，但它是由变化的磁
场激发，而不是由电荷激发，另外描述涡
旋电场的电线是闭合曲线。
（2）如图 5-1A所示，若磁场增强时，电流表
会发生偏转，由此可判断电路中产生了感生电
场，闭合导体中的自由电荷在感生电场的作用
下定向移动，产生感应电流。
（3）变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关，如图 5-1B
所示，是磁场增强时，变化的磁场产生电场的示意图。
（4）感生电场方向的判断：感应电流方向（由楞次定律与右手螺旋定则）。
题型一、感生电场的特点
例 1．如图 5-2所示的是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，
槽宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电的绝缘小球放在
槽中，它的初速为 V0，磁感应强度的大小随时间均匀增大，（已知均匀变
化的磁场将产生恒定的感应电场）则：（ ）
A小球受到的向心力大小不变 B小球受到的向心力大小不断增大
C磁场力对小球做了功 D小球受到的磁场力大小与时间成正
比
思路分析：由楞次定律，此电场与小球初速度方向相同，由于小球带正电，电场力对小
球做正功，小球的速度应该逐渐增大，向心力也会随着增大。另外洛仑兹力永远对运动电荷
不做功，故 C错。带电小球所受洛仑兹力 F=qvB,随着速率的增大而增大，同时，B也正比于
时间 t,则 F于 t不成正比，故 D错误。
答案：B
规律技巧总结：本题的关键是要判断出磁感应强度的方向，感应电场对小球做正功，使
图 5-1 A 图 5-1 B
图 5-2
感应电动势
“磁生电”
感生电动势
动生电动势
感应电流感应电场
感应电流洛伦兹力

带电小球的动能不断增大，带电小球既受到电场力又受到磁场力的作用。
题型一、求感生电荷量
例 2．有一面积为 S=100cm2的金属环，电阻 R=0.1Ω，环中磁场
变化规律如图 5-3 所示，磁场方向垂直环面向里，从 t1至 t2过程
中，通过金属环的电荷量为多少？
思路分析：因为 B-t图象为一直线，故△ф也是均匀变化，
△ф=△BS=（B2-B1）·S[来源:Z。xx。k.Com]
E=△ф/△t, I=E/R,I=Q/△t 由以上各式解得：Q= [来源:学科网]
答案：
规律技巧总结：注意电荷量仅跟磁通量的变化量及电阻有关，与其它因素无关，这可以
当作有用的结论使用。
重难点 2. 动生电动势。
高效归纳：导体切割磁感线运动产生动生电动势。
思维突破一：动生电动势的本质是自由电子在磁场中受到洛伦兹力的结果。
（1）如图 5-4所示，导体 ab向右运动时，自由电子在磁场中会随着导体
一起向右运动，由左手定则可知，自由电子受到向下的洛伦兹力的作用而
向下运动，也即正电荷向上运动。电荷在导体两端堆积，从而在 ab上形成
由 a→b的电场，达到平衡时，导体内的自由电荷不再定向移动，若把 ab两
端与用电器连接，它就等效成一个电源， 其电动势为 E =BLv，其中因为 b端
积累了负电荷，所以 Ua>Ub。
(2)动生电动势只存在于运动的那段导体上，不动的导体只是提供电流
可运行的通路。如没有形成闭合回路，在导线中就不会有电流通过，但动生电动势却与电路
是否闭合无关。
题型一、动生电动势与力学知识相结合
例 3. （改编题）如图 5-5所示，是一个水平放置的导体框架，宽度 L=1.50m，接有电阻
R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度 B=0.40T,方向如图.今有一导体棒 ab 跨放
在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体 ab电阻均不计，当 ab以 v=4.0m/s的速度向
右匀速滑动时，试求：
（1）导体 ab上的感应电动势的大小及 ab端电势的高低。
（2）回路上感应电流的大小
)(01.0
)( 12 C
R
SBB =−
)(01.0 C
图 5-4
图 5-3
图 5-5

（3）若无动力作用在棒 ab上，试分析 ab棒接下来的运动及能量转化情况。
思路分析：已知做切割运动的导线长度、切...