第二节 法拉第电磁感应定律（教学课件）物理粤教版选择性必修第二册

2.2法拉第电磁感应定律 知识点一　法拉第电磁感应定律 1．内容 电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 2．公式 E＝n，n为线圈匝数，ΔΦ是磁通量的变化量。 3．单位 在国际单位制中，ΔΦ的单位是韦伯，Δt的单位是秒，E的单位是伏特。 4．Φ、ΔΦ、的比较 物理量 单位 物理意义 计算公式 磁通量Φ Wb 表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少 Φ＝B·S⊥ 磁通量的变化量ΔΦ Wb 表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少 ΔΦ＝Φ2－Φ1 磁通量 的变化率 Wb/s 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 ＝ 知识点二　导体棒切割磁感线时的感应电动势 1．磁场方向、导体棒与导体棒的运动方向三者两两相互垂直时，E＝BLv。 2．如图所示，导体棒与磁场方向垂直，导体棒的运动方向与导体棒本身垂直，但与磁场方向夹角为θ时，E＝BLv sin θ。 3．单位关系 1 V＝1 T·1 m·1 m/s。 4．有效性：公式E＝BLv中L的有效长度如图所示，导体切割磁感线的情况应取与B和v垂直的等效直线长度，即等于a、b连线的长度。 例题1：如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。 【例题2】设匀强磁场的磁感应强度为B，导体棒MN的长度为l，在水平外力作用下以速度v水平向右匀速运动，电阻值为R，不计其它电阻和摩擦。 ① 导体棒产生感应电动势？回路中的感应电流？ ② 在时间 t 内，电路中产生多少电能？ ③ 导体棒受到的安培力的大小？方向？ ④ 作用在导体棒上的外力F的大小？方向？ ⑤ 在时间 t 内，外力F 做功？安培力做功？ ⑥ 运动过程中，外力做功、安培力做功与电路中产生的电能有什么关系？ 1.下面是几名同学对于感应电动势的认识，他们的观点正确吗？为什么？ 同学甲：穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大；穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零． 同学乙：穿过线圈的磁通量的变化量越大，感应电动势越大． 同学丙：感应电动势与穿过闭合电路的磁通量的变化量成正比 2.如图所示，A、B两个闭合线圈是用同样的导线制成的，其匝数均为10匝，半径RA＝2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场． （1）线圈A、B中产生的感应电动势之比是多少？ （2）线圈A、B中产生的感应电流之比是多少？ 3.正在转动的电风扇叶片由于某种原因被卡停时，往往过一段时间就会发出焦煳味，出现电动机被烧坏的现象． 请结合如图所示的风扇中使用的直流电动机模型，分析出现这种现象的原因． 4.半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度v向右匀速运动时，求半圆形导线产生的感应电动势E。 5.矩形线圈在匀强磁场中绕 OO´ 轴转动时，线圈中的感应电动势随周期性变化。设线圈的两个边长分别为 L1 和 L2 ，转动角速度为 ω ，磁场的磁感应强度为 B。试证明：在图示的位置时，线圈中的感应电动势为 E = BSω ，式中 S = L1 L2 ，为线圈的面积。 课后练习 1．关于感应电动势，下列说法中正确的是(　　) A．电源电动势就是感应电动势 B．产生感应电动势的那部分导体相当于电源 C．在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势 D．电路中有电流就一定有感应电动势 2．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(　　) A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 3．面积为0.4 m2的5匝圆形线圈垂直磁场方向放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝2＋0.5t(T)，则(　　) A．线圈有扩张的趋势 B．线圈中磁通量的变化率为1 Wb/s C．线圈中的感应电动势为1 V D．t＝4 s时，线圈中的感应电动势为8 V 4．如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为(　　) A．πr2　　　　　 B．L2 C．nπr2　 D．nL2 5．(多选)一个面积恒为S＝0.04 m2，匝数n＝100匝的线圈垂直放入匀强磁场中，已知磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．在0～2 s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08 Wb/s B．在0～2 s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0 C．在0～2 s内，线圈中产生的感应电动势等于8 V D．在第3 s末线圈中产生的电动势为0 6．(多选)如图