2.2&2.3 法拉第电磁感应定律 电磁感应规律的应用（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（粤教版2019）

第二、三节　法拉第电磁感应定律 电磁感应规律的应用 核心素养导学 一、影响感应电动势大小的因素　法拉第电磁感应定律 1．感应电动势：在__________现象中产生的电动势。 2．感应电动势与感应电流的关系 (1)_____ 电路中有感应电动势就有感应电流。 (2)电路不闭合，则没有感应______，但仍有感应________。 电磁感应 闭合 电流 电动势 3．影响感应电动势大小的因素 (1)实验装置 (2)实验记录 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ΔΦ 电流表指针的偏转角度 感应电动势E的大小 1根 快速 较小 较小 较小 2根 快速 较大 较大 较大 2根 慢速 较大 较小 较小 变化率 BLvΔt BLv Blvsin θ 3．动生电动势 一段导线做切割磁感线的运动产生的感应电动势，其非静电力与__________有关。 (1)当L⊥B，v⊥B时，E＝BLv。 (2)当L不垂直于B或导体弯曲时，应确定导体切割磁感线的有效长度。　　 洛伦兹力 三、电磁感应规律的应用 1．超速“电子眼”　2.法拉第发电机　3.航母阻拦技术,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。 ( ) × × √ 3．导体棒长度为l，从中间弯成90°后，以速度v运动时，如图所示，产生的感应电动势多大？ 4．结合实际应用，判断下列说法的正误： (1)汽车通过“电子眼”处的速度越大，线圈中的电流越大，汽车通过两线圈间的时间越短。 ( ) (2)法拉第圆盘发电机转动时，圆盘中心的电势高于圆盘边缘的电势。 ( ) (3)飞机着舰的速度越大，其后拖着的金属棒产生的阻力也越大。 ( ) √ × √ 提示：(1)插入磁铁时，线圈中的磁通量发生变化，线圈中产生了感应电流。 (2)感应电动势越大，感应电流越大，电流表指针偏转程度越大。　　　　 [典例体验] [典例]　(2022·广州高二检测)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 [答案]　C [针对训练] 1．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下关于电流表指针 偏转情况的陈述正确的是 (　 ) A．磁铁快速插入螺线管时比慢速插入螺线管时电流表指针偏转大 B．磁铁快速插入螺线管和慢速插入螺线管，磁通量变化相同，故电流表指针偏转相同 C．磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量最大，所以电流表指针偏转最大 D．将磁铁从螺线管中拔出时，磁通量减小，所以电流表指针偏转一定减小 解析：只有在磁铁插入和拔出螺线管时，线圈中才有感应电流产生，插入和拔出的速度越快，磁通量的变化越快，感应电流越大，电流表指针偏转越大。 答案：A　 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．假设某战斗机机身长为L，机