2.2 法拉第电磁感应定律 课件 -2022-2023学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

2.2 法拉第 电磁感应定律 产生感应电流的条件是什么？ （1）闭合电路 （2）磁通量变化 ，即：△Φ≠0 1、感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势 试比较甲、乙两电路中电流产生的原因 N S 乙 甲 A 产生电动势的那部分导体相当于电源 E E 电源？ 电流表指针为什么会偏转？ 将条形磁铁从同一高度插入线圈中，磁铁运动速度的快慢不同有什么影响？ Φ变化 产生E 有I 总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大。 电流表指针偏转角的大小和哪些因素有关 磁通量的变化量ΔΦ相同，都产生了感应电流I。 磁通量Φ变化的快慢不同，产生的感应电流I大小不等。 电流计指针摆动角度θ 感应电动势E的大小 磁通量变化的快慢 磁铁速度快慢 磁通量变化越快，磁通量的变化率越大， 感应电动势E越大。 磁通量的变化率 能量转化：机械能转化为电能 磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。 进一步研究表明：当磁通量变化而电路断开时，虽然没有感应电流，但是电路中仍然有感应电动势，感应电动势的产生与电路是否闭合无关。感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。   物理意义 与电磁感应关系 磁通量Ф 穿过回路的磁感线的条数多少 没有直接关系 磁通量变化△Ф 穿过回路的磁通量变化了多少 决定是否产生感应电动势 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 穿过回路的磁通量变化的快慢   决定产生感应电动势的大小 对于 Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的理解 观察发光二极管亮度的变化 如图 所示，用一个多匝线圈与发光二极 管组成闭合回路。将强磁铁插入线圈中，观察发 光二极管的亮度与什么因素有关。 2、电磁感应定律 法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 (K是一个常数) (n为线圈的匝数) 当E、ΔΦ、Δt都取国际单位时，k＝1 单位： 伏特；1V=1Wb/s 方向： 标量，但有方向，规定为电源的负极经过电源内部指向电源的正极； 与电源内部的电流方向一致。 法拉第电磁感应定律 1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1, 2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变,ΔB＝B2-B1, 3.垂直于磁场的回路面积S和磁感应强度B发生变, × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v a b 回路在时间Δt内增大的面积为 ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为： 穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt 平均速度或瞬时速度 L应为切割磁感线的有效长度 导体切割磁感线时的感应电动势 匀强磁场 v θ B V2 V1 =Vsinθ =Vcosθ 若导体斜切磁感线 （θ为v与B夹角） 导线运动方向和磁感线平行时, E=0 导线运动方向和磁感线垂直时, E=BLv L的理解： L是垂直切割磁感线的有效长度。 求图中a、b、c三段导体两端的感应电动势各为多大？ L 求导线的有效长度 对比两个公式 求平均感应电动势 △t近于0时，E为瞬时感应电动势 适用于匀强磁场，导体棒切割磁感线 求瞬时感应电动势，v是瞬时速度 求平均感应电动势,v是平均速度 适用于任何情况 如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？ 解法2：取棒中点的速度代表棒的平均速度 如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？ 在一个磁感应强度大小随时间变化的磁场中， 垂直于磁场方向放一个面积为 0.10 m2 的线圈。在 0.20 s 内磁场各点的磁感应强度由 0 增大到 0.30 T， 求线圈中的平均感应电动势。 如图 所示，两条相距 50 cm 的光滑平行金属导轨 位于同一水平面内，左端接一阻值为 0.5 Ω 的电阻，一根与导 轨垂直的金属棒 ab 置于两导轨上。整个装置置于磁感应强度 为 0.5 T 的匀强磁场中。线框平面、金属棒速度方向均与磁场方 向垂直。假定导体 ab 以 4 m/s 的速度向右做匀速运动。不计金 属棒及导轨的电阻，求： （1）金属棒中感应电动势的大小及方向； （2）金属棒受到的安培力的大小及方向。 有一面积为S＝100cm2的金