2.2 法拉第电磁感应定律（课件）- 高二物理同步精品课堂（粤教版2019选择性必修第二册）

2.2 法拉第电磁感应定律 新粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第二章 （1）什么是电磁感应现象？ （2）产生感应电流的条件是什么？ （3）下图所示的两个电路，闭合电路，电流表指针都能发生偏转，请比较两个电路的异同。 由磁生电的现象。 闭合回路的磁通量发生变化 新课引入 试从本质上比较甲、乙两电路有何异同？ 甲 N S G 乙 v 相同点：两电路都是闭合的，有电流 不同点：甲中有电池（电源）,乙中有螺线管（相当于电源） 新课引入 新课引入 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。 产生电动势的线圈相当于电源 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，以定性描述的方式记录实验结果。 影响感应电动势大小的因素 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 较小 较大 较大 较小 很大 较小 较小 很大 较小 影响感应电动势大小的因素 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。 结论：感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关。 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，以定性描述的方式记录实验结果。 1、内容：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。 磁通量、磁通量变化量和磁通量变化率的比较 比较内容 磁通量 磁通量变化量 磁通量变化率 物理意义 计算方法 某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数 与 垂直 与 不垂直，取面积在磁场方向的投影 穿过某个面的磁通量的变化 表示磁场中穿过某个面的磁通量变化的快慢 法拉第电磁感应定律 1、内容：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。 2、表达式： 采用国际单位制的单位，比例系数 ，表达式写成 。 当线圈有n 匝，则可以看成由n个单匝线圈串联而成，穿过每匝线圈的磁通量变化率是相同的，表达式为： 。 3、感应电动势的单位：伏特（V） 法拉第电磁感应定律 【说明】①ΔΦ取绝对值，不涉及正负；②E为平均值，方向另行判断。 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: 法拉第电磁感应定律 情境：如图所示，在磁感应强度为 的匀强磁场中，有相距为 的两平行金属导轨 和 。 间串联一电流计，两导轨所在平面与磁感线垂直。导线 放在导轨上，与两导轨垂直，此时电流计、金属导轨与导线构成一个闭合回路。设导线 以速度 向右运动，在 时间内，由原来的位置 移到 . 【思考问题】（1）这个过程，闭合回路的面积变化量是多少？ （2）穿过闭合电路磁通量的变化量是多少？ （3）导线做切割磁感线产生的感应电动势是多少？ 导线切割磁感线时的感应电动势 ΔS=LvΔt （v是相对于磁场的速度） ΔΦ=BΔS =BLvΔt （4）如图所示，如果导线的运动方向与磁感线方向不垂直，那怎样计算感应电动势的大小？ 产生感应电动势的有效速度为 产生的感应电动势的大小为 【说明】 ①当B∥v时， E=0，当B⊥v时， E=BLv； ②导线的长度L应为有效长度； ③速度v为平均值(瞬时值)， E就为平均值(瞬时值)。 导线切割磁感线时的感应电动势 （1）公式 和 公式有何区别？ 区别 研究对象 物理意义 使用范围 一个回路 在磁场中运动的一段导体 求的是 时间内的平均电动势 若速度为平均速度，求的是平均时电动势；若速度为瞬时速度，求的是瞬时电动势。 普遍性 只适用于一段导体切割磁感线的情况 （2）如图所示，导线做切割磁感线运动，能量是如何转化的？所产生的电能与克服安培力所做的功之间有什么关系？ 在导线做切割磁感线的运动中，产生的电能是通过其他外力克服安培力做功转化而来的，克服安培力做