2.2 法拉第电磁感应定律 课件-2021-2022学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修二

横县百合完全中学：韦衍虎 18276143537 2.2法拉第电磁感应定律 问题导入 穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。感应电流的大小跟哪些因素有关？ 感应电流的大小跟哪些因素有关？ I:金属棒运动速度 I:磁铁插入快慢 磁场变化越快 ΔΦ变化也越快 ΔS变化越快 感应电流就越大 磁通量的变化率 有关 实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。分别使线圈距离上管口20cm、30cm、40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。 分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。 做一做 结论：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 一、电磁感应定律 N S G 产生电动势的那部分导体相当于电源 I 电源 I 电动势 感应 如果电路不闭合虽然没有感应电流，但电动势依然存在。 所以产生感应电动势为电磁感应现象的本质。 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。 （一匝线圈） （n匝线圈） 串联 当电动势单位为v,磁通量单位为Wb，时间单位为s时，K的取值为1。 ①磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则 ②磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则 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 应用法拉第电磁感应定律的三种情况 例1：关于电磁感应，下述说法正确的是（ ） A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B.穿过线圈的磁通量为0,感应电动势一定为0 C.穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大 D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 课堂练习 解：磁通量的变化与时间的比值。 D 例2：一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10Ω，把一个电阻为990Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是多大？ 解： 课堂练习 二、导线切割磁感线时的感应电动势 感应电动势： ΔΦ=B·ΔS Δt v· l ΔS=lv·Δt ΔΦ=B·lv·Δt E=BLv ①B是匀强磁场 ②B、L、v相互垂直 成立条件： 那要是B、L、v不垂直怎么计算呢？ θ v B v2 v1 1.导体斜切磁感线 把速度v分解为两个分量： ①垂直于磁感线的分量：v1=vsinθ ②平行于磁感线的分量：v2=vcosθ 只有垂直于磁感线的分量切割磁感线，于是产生感应电动势： E=BLv1=Blvsinθ θ=0时 平行：E＝0 θ=90时 垂直：E=BLv （无切割） 2.l为切割磁感线的有效长度 E=Blvsinθ v θ vsinθ vcosθ l 感应电动势： E=Bvlsinθ l：导线垂直于运动方向上的投影。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v L × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v E＝BLv 适用范围 3.两个公式的比较 普遍适用 磁场变化： 面积变化： S：线圈内部磁场的面积 导体切割磁感线运动 回路中产生的感应电动势 相互垂直 某部分导体电动势 研究对象 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 v ΔΦ=0 E＝BLv≠0 →0 瞬时 E＝BLv ↓ 平均速度 平均 例3：当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行各种科学实验。 现有一颗绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场为B＝4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度是7.6km/s，求缆绳中的感应电动势。 解： 可以看成是导体切割磁感线。 课堂练习 E=BLV=7.2×103V 如图，若接入的电阻R=14Ω，ab的电阻为0.4Ω，求感应电流的大小？