2.2 法拉第电磁感应定律 课件-2023-2024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 合肥九中--孙磊 问题1：什么叫电磁感应现象？ 知识回顾 磁生电的现象 问题2：产生感应电流的条件是什么？ （1）闭合电路 （2）磁通量变化 问题3：电路中产生电流的条件？ 问题4：感应电动势(感应电流）的大小与哪些因素有关？ 与磁通量的变化快慢 及线圈的匝数有关。 感应电动势（感应电流）大小与线圈匝数的关系 德国物理学家纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出电磁感应的规律。因法拉第对电磁感应现象研究的巨大贡献，后人称之为法拉第电磁感应定律。 一、电磁感应定律 （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。 当电动势单位为V,磁通量单位为Wb，时间单位为s时，K的取值为1。 （2）公式： （一匝线圈） （n匝线圈） （3）注意： 1、E电动势为正值故 取绝对值 2、该公式算出的E理论上属于平均感应电动势。 问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗? (可以类比速度、速度的变化和加速度.) 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小). 思考与讨论 问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗? 问题3：磁通量变化涉及到哪些方面？ (1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则 (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则 (3)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 【例题1】如图甲所示的螺线管,匝数n=1500匝,横截面积S=20 cm2,方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化。则： (1)2 s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少? (2)磁通量的变化率多大? (3)线圈中感应电动势大小为多少? 解析：(1)磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的,则 Φ1=B1S Φ2=B2S ΔΦ=Φ2-Φ1, 所以ΔΦ=ΔBS=(6-2)×20×10-4 Wb=8×10-3 Wb (2)磁通量的变化率为 Wb/s=4×10-3 Wb/s (3)根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小 E=n =1 500×4×10-3V=6.0 V 【例题2】如图所示闭合线框的一部分导体棒cd长为l，处于匀强磁场中，磁感应强度为B，cd导体棒以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势为多少？ 问：导体棒哪端电势高？ 二、导线切割磁感线时的感应电动势 成立条件 ①B是匀强磁场 ②B、L、v相互垂直 思考： 1、那要是B、L、V不垂直该怎样计算呢？ θ v B v2 v1 （θ为v与B夹角） 若v//B：E=0（无切割） 2、对公式中L的理解 E=Blvsinθ v θ vsinθ vcosθ 感应电动势： E=Bvlsinθ l：导线垂直于运动方向上的投影。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v L × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v 【例题3】如图所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场，磁场的磁感强度为B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线ab，从角顶c贴着角架以速度v向右匀速运动。求： (1)t时刻角架中的瞬时感应电动势； (2)t时间内角架的平均感应电动势。 (1)t时刻的瞬时感应电动势为： E＝BLv＝Bv2tanθ·t (2)t时间内平均感应电动势为： 3、导线转动切割磁感线时的感应电动势 如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，求E。 拓展： 如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。 若棒以O1为圆心转动，O1为三等分点，求E。 EV录屏3.8.4软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $$