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

第二章 电磁感应 2.法拉第电磁感应定律 教学目标 CONTENT 01 02 03 理解动生电动势并会应用 理解法拉第电磁感应定律 理解磁通量变化率及感应电动势的概念 2 新课引入 如图所示，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。感应电流的大小跟哪些因素有关呢？ 观察与交流： 现象：磁体插入的速度越快，产生的感应电流越大. 做一做： 现象：匝数越多、磁场越强、时间越短，产生的感应电流越大. 电磁感应定律 一 1. 感应电动势 （1）定义 在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势。产生感应电动势的那部 分导体相当于电源。 （2）感应电动势与感应电流的关系 在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，电路就一定有感应电 动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在。 知能提升 （1）内容：闭合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。 2. 法拉第电磁感应定律 ②闭合电路常常是一个匝数为 n的线圈，而且穿过每匝线圈的磁通量总是相同的。由于这样的线圈可以看成是由n个单匝线圈串联而成的，因此整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的 n 倍，即 ③这几个公式只表示感应电动势的大小。至于感应电流的方向，可以用楞次定律判定。 （2）表达式： k为比例系数。 ①在国际单位制中，电动势 E 的单位是伏（V）、磁通量 Φ 的单位是韦伯（Wb）、时间 t 的单位是秒（s），这时 k ＝ 1。于是： 3. 对法拉第电磁感应定律的理解 （1）感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，与Φ的大小及ΔΦ的大小没有必然联系。 （2）用公式计算感应电动势时，常有以下三种情况： ①线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化： （ 为 B－t 图像上某点切线的斜率）。 ②磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化： ③磁感应强度和线圈面积都改变： 如图所示，把矩形线框 CDMN 放在磁感应强度为 B 的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分导体棒 MN 的长度为 l，它以速度 v 向右运动，在 Δt时间内，由原来的位置 MN 移到 M1N1 。 这个过程中线框的面积变化量是ΔS ＝ l·vΔt 穿过闭合电路的磁通量的变化量则是 ΔΦ ＝ BΔS ＝ BlvΔt 根据法拉第电磁感应定律E=n 由此求得感应电动势 E ＝ Blv 理论推导： 导线切割磁感线时的感应电动势 二 知能提升 1、 v⊥ B ， v⊥L ， L⊥B ——两两垂直 a b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 2、单位 在国际单位制中，磁感应强度 B、导线长度 l、速度 v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），E 的单位是伏（V）。 θ v B 找有效速度 （θ为v与B夹角） 3、v ∥ B ， v ⊥L ， L⊥B v B 4、 v 与B成θ角 ， v ⊥L ， L⊥B E=0 v∥ L v B 找有效长度 5、v⊥ B ， L⊥B，导体棒不是直线 区 别 物理 意义 求的是 Δt 时间内的平均感应电动势 求的是瞬时感应电动势 适用 范围 求的是整个电路的感应电动势 求的是电路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势 研究 对象 整个电路 一部分导体 联 系 当 Δt→0 时，E 为瞬时感应电动势，而公式 E＝Blvsin θ 中的v 若代入平均速度，则求出的E为平均感应电动势 5、 E=n与E=BLv的区别与联系 思考与讨论： 导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？ 导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？ 理论分析： × 　× 　 × × × 　 × × × × 　 × 　 × × × 　 × 　 × × × 　 × 　 × × v _ _ _ f f f × 　× 　 ×