第二节 电磁感应定律（动生）-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（沪科版上海选择性必修第二册 ）

电磁感应定律-动生 自学主题：电磁感应定律；动生电动势； 自学目标： 1．能区别磁通量Φ，磁通量的变化ΔΦ和磁通量的变化率。 2．能记住法拉第电磁感应定律及其表达式。 3．能运用E＝n和E＝BLv解决动生电动势的相关题型。 兴趣起航 电磁轨道炮既轨道炮（Rail Gun）：是电磁炮最常见的式样。或译：磁轨炮、导轨炮；轨道炮由两条平行的导轨组成，弹丸夹在两条导轨之间。两轨接入电源，电流经一导轨流向弹丸再流向另一导轨产生强磁场，磁场与电流相互作用，产生强大的安培力推动弹丸，达到很高的速度（理论上可以到达亚光速，当然这是几乎不可能实现的）。 乐学善思 - 知识探索- 一、引入 1．奥斯特实验的启迪 1820年，奥斯特从实验中发现了电流的磁效应，启迪人们去探究是不是存在磁产生电． 2．电磁感应现象的发现 1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流．他把“磁生电”的现象分为五类：变化中的电流、变化中的磁场、运动中的恒定电流、运动中的磁铁、运动中的导线． 二、感应电流产生的条件 [问题设计] 1．实验1(导体在磁场中做切割磁感线的运动)：如图3所示，导体AB垂直磁感线运动时，线路中________电流产生，而导体AB沿着磁感线运动时，线路中________电流产生(均填“有”或“无”)．实验表明什么情况下能产生感应电流？ 图3 2．实验2(通过闭合回路的磁场发生变化)： 如图4所示，螺线管B套在螺线管A外边，螺线管A经过滑动变阻器和开关与电池相连构成直流电路；螺线管B接电流计构成闭合电路．进行以下操作并观察电流计指针摆动的情况．将观察结果填入表中．(填空中均填“摆动”或“不摆动”) 图4 　　 观察 操作 电流计指针的摆动情况 螺线管B套在 螺线管A外面 螺线管A、B 相互垂直 开关接通瞬间 摆动 不摆动 电流稳定 不摆动 不摆动 开关断开瞬间 摆动 不摆动 滑动片快速推动 摆动 不摆动 (1)实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动，但在接通或断开电源的瞬间或改变滑动变阻器的阻值时，B线圈中却出现感应电流，这说明什么？ (2)当实验2中开关闭合后，A线圈电流稳定时，B线圈中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？ (3)实验2两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流，这又说明什么？ 3．试总结产生感应电流的条件． [要点提炼] 1．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化． 2．特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意： (1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如图5所示，甲、乙两图中，导体是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线． 图5 (2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动，如图丁．如果由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去． [延伸思考]　电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？ - 错题精讲 - 例1如图7所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求： 图7 (1)初、末位置穿过线框的磁通量Φ1和Φ2； (2)磁通量的变化量ΔΦ. 例2　如图9所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是(　　) 图9 A．开关S接通的瞬间 B．开关S接通后，电路中电流稳定时 C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间 D．开关S断开的瞬间 例3　（浦东新区高三（下）线上阶段测试（二模））9．如图，边长为L的N匝正方形金属线框的一半处于匀强磁场中，其ab边与磁场区域的边界平行，磁场方向垂直线框平面，磁感应强度为B．此时，穿过线框的磁通量大小为________．若线框绕ab边以角速度 rad/s匀速转动，在由图示位置转过90°的过程中，线框中有感应电流的时间为_______s． - 举一反三 – 1、（2019青浦区第6题）如图，在水平方向固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁（N极朝下，S极朝上）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是（　　）N S (A) 总是顺时针 (B) 总是逆时针 (C) 先顺时针后逆时针 (D) 先逆时针后顺时针 S E a b c 2、（2019宝山区第11题）如图，a、b、c三个上下平行的圆形线圈同轴水平放置，现闭合b线圈中的电键S，则在闭合S的瞬间，由上向下观察 （A）a、c线圈中无感应电流 （B）a、c线圈中的感应电流都沿顺时针方向 （C）a、c线圈中的感应电流都沿逆时针方向 （D）a、c线圈中感应电流的方向