2.2 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 法拉第电磁感应定律 — 感应电动势的大小 ==新课标物理选修二==： 第2章：《电磁感应》 2、感应电动势 E感： 产生感应电动势的那部分导体就相当于一个电源 产生条件： 穿过电路的磁通量发生变化 思考：下面闭合电路中内 哪一部分产生电动势，即 哪一部分相当于电源？ 甲 乙 丁 1、电动势E 的方向： 规定为内电路的电流方向 （负极→正极） Φ变化 产生E 产生I 总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大 问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 观察实验，分析并思考 问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ Φ变化的快慢不同 Φ都发生了变化 都产生了I 产生的I大小不等 问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？ 磁通量变化越快，感应电动势越大。 磁通量变化快慢？ 观察实验，分析并思考 从条件上看 从结果上看 相同 不同 3、法拉第电磁感应定律： 数学表达式： （n—线圈的匝数） 在匀强磁场中，当S⊥B时： 若S不变，B变化，则 若B不变， S变化，则 内容: 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的 变化率成正比。 — 感应电动势的大小 其中： 磁通量变化 （反映磁通量变化快慢） 磁通量的变化率 例1. 有一面积为S=100cm2的金属环，电阻为R=0.1Ω，环中磁场磁感应强度的变化规律如下图所示，且磁场方向垂直环面向里。则在第4s内，通过金属环的电荷量是多少？ 思考：若S不变，磁感应强度B 随时间均匀增大，则环中的感应 电动势也随时间增大吗？ 由图：t1＝0， 则B1＝0 t2＝2s， 则B2＝0.2T 结论：若S不变，B随时间均匀 变化时，E感为定值 所求电荷量： 环中的电流： 如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，导体ab长度为L，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势E？ a b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt 回路在时间t内增大的面积为: 穿过回路的磁通时的变化为: V是相对于磁场的速度 a、b两点哪一点电势高？ 4、直导体做切割磁感线运动感应电动势： θ v B V1 V2 若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角(导体斜切磁感线) θ为v方向与B方向夹角 4、直导体做切割磁感线运动感应电动势： 4、直导体做切割磁感线运动感应电动势： （B、L、v三者相互垂直 ，L上各点速度相同） 若L⊥v，L⊥B，v与B之间夹角为θ，则： 例2. 如下图所示“∠”形金属框架水平放在与框架平面垂直、有理想边界的匀强磁场中，磁场方向如图所示，磁感强度为B。一金属棒始终与框架接触良好，并与框架一边垂直，当t=0时，棒从O点开始沿框架以速度v匀速向右运动，试求t时刻回路中的感应电动势。 在t时刻， 此时棒切割磁感线的有效长度： 此时刻，棒中感应电动势： 问题1：若求t时间内平均感应电动势为多大？ 问题2：如何确定金属棒中的感应电流的方向？金属棒的哪一端 电势较高，即哪一端相当于电源的正极？ 金属棒与O相距vt t B 0 线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向， 磁感应强度B随时间t变化如图所示，设顺时针电流为正。 试定性画出感应电流I随时间t变化的图象？ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 课堂练习 t1 t2 t3 t4 t B 0 线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向， 磁感应强度B随时间t变化如图所示， 试分析感应电流I随时间t如何变化？ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 课堂练习 t B 0 线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向， 磁感应强度B随时间t变化如图所示， 试分析感应电流I随时间t如何变化？ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 课堂练习 电动机转动是时,线圈中产生的感应电动势总要削弱电源电动势的作用,阻碍线圈的转动， 5、反电动势： 既然线圈在磁场中转动，线圈中就会 产生感应电动势。 注意：电动机由于机械故障停转，要立即切断电源. 感应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了它?是有得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动? 这个电动势成为反电动 反电动对线圈的转动起到阻碍作