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

法拉第电磁感应定律 一、感应电动势 二、法拉第电磁感应定律 三、法拉第电磁感应定律的应用 ——交流发电机 思考：交流发电机是应用什么原理进行发电的？ 问题引入 　　如图所示，当电键 S 闭合后，电路中将产生电流。 　　电路中产生的电流，可由全电路欧姆定律求出： 　　当电键 S 闭合，磁铁向下运动时，电路中也产生电流。 S R E 电源 R i * 如果 Flash 动画无法正常显示，请点击这里 　　 在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势， 用 E 表示。 感应电动势 　　1. 感应电动势 　　 产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 　　2. 感应电流的大小 R S 电源 v 　　产生感应电动势的那部分导体的电阻，相当于电源的内电阻 。 实验探究 猜想：感应电动势的大小跟哪些因素有关？ 法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律 　　演示实验1 将磁铁迅速插入与慢慢插入线圈中，观察电流表指针偏转的角度。 　　实验现象 将磁铁迅速插入线圈时,指针偏转的角度大,感应电流大，感应电动势大；将磁铁慢慢插入线圈时，电流小，感应电动势也小。 　　将磁铁迅速插入线圈与慢慢插入线圈时，穿过线圈的磁通的变化量 ΔΦ 相同，但所用时间 Δt 不同，产生的感应电动势不同，说明感应电动势的大小与磁通的变化所用时间有关。 　　演示实验2 将粗磁铁和细磁铁以相同的速度分别插入线圈中，观察电流表指针偏转角度。 　　实验现象 当粗磁铁插入线圈时，电流表指针偏转的角度大，说明电路中的电流大，感应电动势大。当细磁铁插入线圈时，电流表指针偏转的角度小，则电路中的电流小，感应电动势也小。 　　上述实验表明，穿过线圈的磁通的变化量ΔΦ不同，产生的感应电动势也不同。 * 如果 Flash 动画无法正常显示，请点击这里 1、当磁通量变化相同时，所用时间越短，感应电流就越大，表明感应电动势越大。 2、感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关，即与磁通量的变化率 有关。 结论 ΔΦ/Δ t 1. 文字表述：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率 ΔΦ/Δ t成正比。 法拉第电磁感应定律 2. 数学表达式 ( 国际单位 ) 若有 n 匝线圈，则相当于有 n个电源串联，总电动势为 拓展训练 1、如图所示：闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势（动生）。 2、请同学们自设计并动手制作一个简单的小型交流发电机。 【例1】在一个B＝0.1 T 的匀强磁场中，放一个面积为0.001 m2 的线圈，其匝数为500匝。在0.1 s 内把线圈平面从平行于磁感应线的方向转过90º，变为与磁感应线垂直。求感应电动势的平均值。 解：当线圈平行于磁感应线的方向时，穿过线圈的磁通量 1＝0 ；当线圈平面垂直于磁感应线的方向时，穿过线圈的磁通量为2＝B S = 0.1×0.001 Wb =1.0×10-4 Wb 。 穿过线圈的磁通量为  = 2 - 1 =1.0×10-4 Wb 。 由法拉第电磁感应定律，可得 【例2】如图所示，金属框可动边 ab 长0.1 m ，磁场的磁感应强度为0.5 T，R = 2 , 当ab在外力作用下以6 m/s的速度向右运动时，导体框和 ab 的电阻不计，求 ab 滑动时产生的感应电动势和闭合电路中的感应电流。 解：由导体垂直切割磁感应线的电动势公式，可得 由全电路欧姆定律，可得 a b R B v 1. 下列说法中正确的是（ ）。 　　练　习 A. 电路中有感应电动势，就一定有感应电流 B. 电路中有感应电流，就一定有感应电动势 　　 C. 两电路中感应电流较大的，感应电动势也一定大 D. 两电路中感应电动势较大的，感应电流也一定大 　　2. 一个100 匝的线圈，在0.5 s 内穿过它的磁通量从0.01 Wb 增加到0.09 Wb。求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10 Ω，当它与一个电阻为990 Ω 的电热器串联成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？ 小 结 $