2.2 法拉第电磁感应定律（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（粤教版2019选择性必修第二册）

第二章 电磁感应 第二节 法拉第电磁感应定律 粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册 将产生感应电流的电路与常见的闭合电路进行类比，可知产生感应电 流的电路中存在电动势；当电路断开时，虽然没有感应电流，但是电 动势依然存在.在电磁感应现象中产生生的电动势称为感应电动势。 一、影响感应电动势大小的因素 如图所示，将螺线管用导线与电表连接，依次用1根 条形磁铁快速插入或拔出螺线管、用2根条形磁铁分 别快速和慢速插入或拔出螺线管，并以定性描述的方 式（如很大、较大、较小等），将实验结果填入下表 中。 【实验·探究】 总结：实验表明，在控制条形磁铁插入或拔出螺线管的速度相同，以保证磁通 量变化所用时间近似相等的情况下，磁通量的变化量△φ越大，感应电动势E 越大；在保持磁铁的数量相同，以保证磁通量变化量相等的情况下，磁通量变 化的时间△t越小，感应电动势E越大。 【实验·探究】 所用条形磁铁的数目 条形磁铁插入或拔出的方式 螺线管中磁通量变化的大小△φ 电流表指针的偏转角度 感应电动势E的大小 1根 快速 2根 快速 2根 慢速 感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关。 二、法拉第电磁感应定律 德国物理学家纽曼在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年指 出了感应电动势的定量规律：电路中感应电动势的大小，与穿过这一 电路的磁通量变化率成正比。由于之前法拉第做了大量开创性的研究 工作，人们将这一规律称为法拉第电磁感应定律。 设感应电动势的大小为E，则有： 【理论·探究】 式中k为比例系数，它的值取决于各个量所用的单位。在国 际单位制中，E的单位是伏特(V)，φ的单位是韦伯(Wb)，t 的单位是秒(s)，则k=1。于是上式可写成： 如果线圈有n匝，可以看作是由n个单匝线圈串联而成的。由 于横截面积不大，穿过每匝线圈的磁通量变化率可以看作是 相同的，所以，整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的n倍， 即： 公式的变形： (1)回路面积S不变，磁感应强度B变化: (2)磁感应强度B不变，回路面积S变化: (3)B、S同时变化: 三、导线切割磁感线时的感应电动势 导线做切割磁感线运动是产生感应电动势的一种常见方式。如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有相距为L的两平行金属导轨ae和df。ad间串联一电流计，两导轨所在平面与磁感线垂直。导线bc放在导轨上，与两导