2.2.1 法拉第电磁感应定律 课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

2.2.1 法拉第电磁感应定律 问题2：乙电路中谁充当电源？ 既然闭合电路中有电源，这个电路中就一定有电动势。 甲 N S G 乙 问题1、电路中产生持续电流的条件是什么？ 电路闭合，有电源。 温 故 知 新 问题3：图中电路若不闭合，电路中没有电流，但电源电动势是否还存在？ 电路不闭合时，电流为零，电源电动势依然存在 磁通量变化的线圈。 螺线管为电源 等效电路 1、定义： （2）等效电源：产生感应电动势的那部分导体相当于电源 （1）产生条件：穿过电路的磁通量发生变化，无论电路是否闭合 ①电流的流出端为正极，电势高 ②电流的流入端为负极，电势低 在电磁感应现象中产生的电动势。 一、感应电动势 （3）感应电动势方向：即搬运正电荷的方向，和内电路电流方向相同 可用楞次定律判断： N S G （2）电磁感应的现象：电路中产生了感应电动势，当电路闭合后，能够形成感应电流，即将储备的电能实现了输出，电流做功将电磁感应现象化而被看见，所以产生感应电流是电磁感应的一个现象。 （1）电磁感应的本质：电路中产生感应电动势，表示电路已储备了电能，所以产生感应电动势是电磁感应现象的本质。 2、电磁感应的本质、原因和现象： （2）电磁感应的根本原因：只需电路的磁通量变化，就能产生感应电动势，所以电磁感应的根本原因磁通量变化。 探究实验：影响感应电动势大小的因素 线圈磁通量Φ变化，产生了感应电动势E,形成了感应电流I 问题1：电流表指针偏转说明什么？ 磁通量变化ΔΦ相同，但磁通量的变化快慢ΔΦ/Δt不相同 说明感应电动势大小不同，且偏角越大，感应电动势越大。 问题2：电流表指针偏转程度不同说明什么？ 问题3:条形磁铁从相同位置快速和缓慢移动到线圈底部，线圈的磁通量变化和磁通量变化的快慢是否都相同？对应的感应电动势大小如何？ 快速移动时,磁通量变化快，指针偏转大.说明感应电动势大 缓慢移动时,磁通量变化慢，指针偏转小.说明感应电动势小 结论：感应电动势大小和磁通量的变化快慢有关 闭合电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 1.法拉第电磁感应定律内容: 2.表达式: 二、法拉第电磁感应定律 1845年和1846年德国物理学家纽曼和韦伯先后在总结法拉第大量实验事实基础上提出了定量化的电磁感应定律，并用数学表达式的形式展现出来 (1)当各物理量单位都用国际单位时，k=1，则 (2)若线圈有n匝时，可以看成n个单匝线圈串联而成 3.感应电动势单位: 伏特（V），1V=1Wb/s 磁通量的变化率： 6、表达式E=nΔΦ/Δt的理解： （1）n：线圈匝数 （2）ΔΦ/Δt：磁通量变化率(磁通量变化快慢)，Φ-t图像中，斜率k=ΔΦ/Δt, 斜率k越大，感应电动势越大。与Φ、ΔΦ无直接关系，与n无关。 （3）ΔΦ：磁通量变化多少，与n无关 （4）Φ：磁感线条数多少，与n无关 4、公式说明：该公式只求E感大小，E感方向（与内部I感方向相同）由楞次定律另行判断，求值时ΔΦ取绝对值，不涉及正负。 5、适用范围：所有电磁感应现象中的感应电动势求值 （1）一般为Δt时间内的平均感应电动势； （2）当Δt→0时，表示瞬时感应电动势。 （3）当θ=90°不变， B和S都变化时 E取决于磁感强度的变化率ΔB/Δt B-t图像中，斜率k=ΔB/Δt，斜率k越大，E越大; k=0,E=0 7、感应电动势的具体求值方式: （1）当B、θ=90°不变，ΔΦ仅由S变化引起时, ΔS＝S2-S1 E取决于面积的变化率ΔS/Δt （2）当S、θ=90°不变，ΔΦ仅由B变化引起时, ΔB＝ B2-B1 B t O S0 【注意】当θ=90°不变， B和S朝相反方向变化时有可能E=0 『判一判』 (1)在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。 (　　) (2)磁通量越大，磁通量的变化量也越大。 (　　) (3)穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大。(　　) (4)穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大。(　　) (5)穿过线圈的磁通量等于零，所产生的感应电动势就一定为零。(　　) √ × × × × 【例题1】穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是(　　)．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．0～2 s B．2 s～4 s C．4 s～5 s D．5 s～10 s D 【变式训练】（多选）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：( ) A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电动势为零