2.2 法拉第电磁感应定律 课件（含实验视频）-2023-2024学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第二册）

2.2 法拉第电磁感应定律 问题导入 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？ Teaching Analysis 教学分析 在向线圈中插入条形磁体的实验中，磁体的磁场 越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大。 在用导线切割磁感线产生感应电流的实验中，导线切 割磁感线的速度越快、磁体的磁场越强，产生的感应电流 就越大。 观察视频，并思考感应电流的大小可能和哪些因素有关。 这些现 象向我们提示，当回路中的电阻一定时，感应电流的大小 可能与磁通量变化的快慢有关，而磁通量变化的快慢可以 用磁通量的变化率表示。也就是说，感应电流的大小与磁通量的变化率有关。 Teaching Analysis 教学分析 实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。分别使线圈距离上管口20cm、30cm、40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。 分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。 Teaching Analysis 教学分析 改变磁铁释放高度，观察电表示数变化 Teaching Analysis 教学分析 改变磁体的强度，观察电表示数变化 Teaching Analysis 教学分析 改变线圈的匝数，观察电表示数变化 Teaching Analysis 教学分析 N S G 产生电动势的那部分导体相当于电源 I 电源 I 电动势 感应 如果电路不闭合虽然没有感应电流，但电动势依然存在。 感应电动势 Teaching Analysis 教学分析 感应电动势与感应电流之间有什么样的关系？ 感应电流 一定有 感应电动势 不一定有 感应电动势是感应电流存在的必要条件 电磁感应的实质：产生感应电动势。 电磁感应的根本原因：磁通量的变化。 Teaching Analysis 教学分析 法拉第电磁感应定律 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。 1.内容: 2.公式: n为线圈的匝数 Teaching Analysis 教学分析 ①磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则 ②磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则 ③如果磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，有 Teaching Analysis 教学分析 (2)磁通量的变化率对应Φ-­t图线上某点切线的斜率． o Φ t 法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系． Teaching Analysis 教学分析 （1）公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 （2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源，感应电动势即该电源的电动势。 （3）公式研究的对象是一个回路，E为单位时间内的平均值。 E单位：V Φ单位：Wb Teaching Analysis 教学分析   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 无直接关系 磁通量变化△Ф 穿过回路的磁通量变化了多少 产生感应电动势的条件 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 穿过回路的磁通量变化的快慢   决定感应电动势的大小 理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义 Teaching Analysis 教学分析 导体切割磁感线时的感应电动势 导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势 分析：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 v是相对于 磁场的速度 适用条件：匀强磁场中，导线、B、v相互垂直时 Teaching Analysis 教学分析 匀强磁场 v 、B、L两两垂直 θ v B V1 V2 Teaching Analysis 教学分析 注意： 2、导线的长度L应为有效长度 1、导线运动方向和磁感线平行时, E=0 3、速度v为平均值(瞬时值), E就为平均值(瞬时值) 平均感应电动势。 时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势 Teaching Analysis 教学分析 动生电动势：导体做切割磁感线运动产生的电动势。 ①导体棒以v1向右运动，洛伦兹力F1什么方向？ ②正电荷向什么方向运动？ ③以v2向上运动，受不受洛伦兹力F2？ F1=qv1B，向上 正电荷除了向右运动，还要向上运动向上 受洛伦兹力 F2=qv2B，向左 × × × × B