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 感应电流的方向怎么判断？ 感应电流的大小怎么计算？ 复习 教材P31 产生感应电动势的条件：磁通量变化 产生感应电流的条件：磁通量变化+闭合回路 ①有感应电流一定存在感应电动势； ②有感应电动势不一定存在感应电流。 产生感应电流只不过是一个现象，表示电路中输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备随时输出电能的能力. 教材P31 （1）Δφ 取绝对值，不涉及正负，E的方向同感应电流方向一致。 （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。 k=1 当B、S互相垂直时的大小 Φ＝BS 类比 v 、Δv 、Δv / Δt 哪些办法可以使电路中产生感应电动势？ ① B不变，S变化 ②S不变，B变化 导体切割磁感线 开关闭合，改变滑片的位置 动 生 电 动 势 感生 电 动 势 (1)在电磁感应现象中，有感应电流，就一定有感应电动势；反之，有感应电动势，就一定有感应电流。(　　) (2)线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。(　　) (3)线圈中磁通量的变化量ΔΦ越小，线圈中产生的感应电动势一定越小。(　　) (4)线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势一定越大。 (　　) × × × √ 辨析 如图甲所示，一单匝圆形线圈垂直放入磁场中，磁场为垂直于线圈平面向里的匀强磁场，穿过圆形线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示，不计导线电阻，求： (1)2 s内线圈内磁通量的变化量ΔΦ； 例1 答案　0.4 Wb (2)线圈中产生的感应电动势E1； 答案　0.2 V (3)若其他条件不变，线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势E2。 答案　20 V 如图,闭合线框一部分导体MN长 l ,处于匀强磁场中，磁感应强度是B， MN 以速度 v 匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。 1、B不变，为匀强磁场 2、v是平均速度，E为平均感应电动势 v是瞬时速度，E为瞬时感应电动势 3、v为相对速度，导体不动磁场动时也有E产生 4、l 应为有效长度 教材P32 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v l × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v l l 应为有效长度：垂直于速度方向的投影长度 当v与B有一个夹角 θ时： 多匝线圈时：E=nBlvsinθ 教材P32 如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，ab＝L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和金属棒的电阻，则流过金属棒的电流为 针对训练2 √ 公式 E＝Blvsin θ 研究对象 某个回路 回路中做切割磁感线运动的那部分导体 适用范围 对任何电路普遍适用，不一定是匀强磁场 适用于导体切割磁感线运动情况，应为匀强磁场 联系 (1)E＝Blvsin θ是由E＝ 在一定条件下推导出来的. (2)整个回路的感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零. 观察与思考 (1) 导体棒中的自由电荷受到的洛伦兹力方向如何？（为了方便，认为自由电荷为正电荷） + (2)若导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒一直运动下去？为什么？ 答案　不会, 当 qvB＝ ，自由电荷不再定向运动，稳定的电势差U即为感应电动势(导体运动时，导体内自由电荷受洛伦兹力定向移动，C相当于正极，D在相当于负极，导体两端产生电势差，即为动生电动势) F洛 思考： （3）在上述过程中，洛伦兹力做功吗？ 答案　洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。 Fy （扮演非静电力）对电荷做正功 Fx （宏观表现为安培力）做负功阻碍导体运动。 (4)导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要外力推动吗？ 答案　需要，外力需要与Fx 平衡，才能做匀速运动，否则安培力做负功，速度减少 从能量转化角度看动生电动势产生 如图，磁感应强度B，