2.2 法拉第电磁感应定律（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版2019）

第2节　法拉第电磁感应定律 核心素养导学 一、感应电动势 1．定义：在__________现象中产生的电动势。 2．产生条件 不管电路是否闭合，只要穿过电路的________发生变化，电路中就会产生感应电动势。 3．决定因素 研究表明，感应电动势的大小与电路中__________________有关。 电磁感应 磁通量 磁通量变化的快慢 变化率 伏特 韦伯 韦伯 秒 Blv Blvsin θ 磁通量变化 导体切割磁感线 1．如图所示，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快速插入和缓慢插入有什么相同和不同？ 提示：线圈中的磁通量变化相同，但磁通量变化快慢不同。快速插入时电流表指针偏转角度较大。 2．如图，产生感应电动势的线圈相当于直流电路中的电池。判断下列说法的正误。 (1)电路中有感应电动势，一定产生感应电流。 ( ) (2)穿过某回路的磁通量越大，产生的感应电动势就越大。 ( ) (3)闭合电路垂直放在强磁场中，感应电动势可能为0。 ( ) × × √ [典例体验] [典例]　(2022·福建厦门调研)将P、Q两单匝闭合圆形导线环 按如图所示放置，导线环Q恰好与正方形的匀强磁场区域边界内 切，磁场方向垂直于两导线环的平面，P、Q导线环的半径之比 rP∶rQ＝2∶1。若磁感应强度均匀增大，则P、Q导线环中感应电动势之比为(　 ) A．1∶1 B．4∶1 C．4∶π D．2∶π [针对训练] 1．(2022·济南高二检测)闭合电路的磁通量Φ随时间t变化图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是 (　 ) A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的感应电动势 D．图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变 解析：根据法拉第电磁感应定律，题图甲中回路不产生感应电动势，题图乙中回路产生的感应电动势保持不变，题图丁中Φ ­t图线的斜率先减小后增大，回路中产生的感应电动势先减小后增大。题图丙中0～t0时间内的磁通量的变化率大于t0～2t0时间内的磁通量的变化率，即0～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的感应电动势，故选C。 答案：C　 2．如图甲所示的螺线管，匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化。则 (1)2 s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？ (2)磁通量的变化率多大？ (3)线圈中感应电动势大小为多少？ 答案：(1)8×10－3 Wb　(2)4×10－3 Wb/s　(3)6.0 V [答案]　C [例2·转动切割]　长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直于匀强磁 场的平面内以角速度ω做匀速转动，如图所示，磁感应强度为B，求： (1)ab棒各点的平均速率。 (2)ab两端的电势差。 (3)经时间Δt金属棒ab所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？ [系统归纳] 1．应用E＝Blv注意的问题 (1)当B、l、v三个量方向相互垂直时，E＝Blv；当有任意两个量的方向平行时，E＝0。 (2)式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度。 若切割磁感线的导线是弯曲的，则应取其与B和v方向都垂直的等效线段长度来计算。如图甲、乙、丙中线段ab的长即为导线切割磁感线的有效长度。 (3)公式中的v应理解为导线和磁场的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有感应电动势产生。 [针对训练] 1．一根弯成直角的导线放在B＝0.4 T 的匀强磁场中，如图所示，ab＝ 30 cm，bc＝40 cm，当导线以5 m/s 的速度做切割磁感线运动时， 可产生的最大感应电动势的值为 (　 ) A．1.4 V B．1.0 V C．0.8 V D．0.6 V 解析：由题易得ac＝50 cm，当切割磁感线的有效长度L＝ac＝50 cm时，产生的感应电动势最大，最大值Em＝BLv＝1.0 V，B正确。 答案：B 2．(2021·广东高考)(多选)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨 abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨。圆弧be左侧 和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场。金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有 (　 ) A．杆OP产生的感应电动势恒定 B．杆OP受到的安培力不变 C．杆MN做匀加速直线运动 D．杆MN中的电流逐渐减小 答案：AD　 续表 [典例体验]