2.2法拉第电磁感应定律 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第二册

2.2 法拉第电磁感应定律 新粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第二章 元物理 CONTENTS 01 影响感应电动势大小因素 02 法拉第电磁感应定律 03 导体切割磁感线时的感应电动势 目录 典型例题 元物理 2 问题1：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2：楞次定律的内容是什么? 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化. 即增反减同、来拒去留、增缩减扩. 知识回顾 元物理 问题4：试从本质上比较甲、乙两电路的异同 既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。 甲 N S G 乙 产生电动势的那部分导体相当于电源 问题3、电路中产生持续电流的条件是么？ 电路闭合，有电源。 元物理 甲 N S G 乙 甲乙两图，开关断开，电路中有电流吗？ 没有 甲乙两图，如果电路不是闭合的，电路中就没有电流，电源的电动势是否还存在呢？ 存在 乙图电路没有闭合，这时虽然没有感应电流，但电动势依然存在。 这两种情况下，如果电路不闭合会怎样呢？ 由此可见，在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，但产生感应电流还需要电路闭合，因此研究感应电动势更有意义。 元物理 影响感应电动势大小的因素 （1）首先，感应电动势E的大小与磁通量Φ的变化量ΔΦ有关。 （2）感应电动势的大小是否也与完成磁通量变化的时间Δt有关？ （3）此外，感应电流在线圈中产生，感应电动势的大小是否跟线圈的匝数n有关呢？ 猜想或假设 一 元物理 实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表指针发生偏转。 探究实验：影响感应电动势大小的因素 影响感应电动势大小的因素 一 元物理 Φ变化 产生E 产生I 实验探究 【思考1】在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 线圈受安培力发生转动 影响感应电动势大小的因素 一 元物理 实验探究 【思考2】电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大。 由 知： 影响感应电动势大小的因素 一 元物理 控制变量法 1、考察ΔΦ对E的影响 1根条形磁铁 2根条形磁铁 2、考察Δt对E的影响 快速 慢速 3、考察n对E的影响 1匝 10匝 100匝 影响感应电动势大小的因素 一 元物理 控制变量法 2、考察Δt对E的影响 快速 慢速 影响感应电动势大小的因素 一 元物理 控制变量法 3、考察n对E的影响 1匝 10匝 100匝 影响感应电动势大小的因素 一 元物理 实验现象 1、当时间Δt相同时，磁通量变化ΔΦ越大，感应电流就越大，表明感应电动势越大。 2、当磁通量变化ΔΦ相同时，所用时间Δt越短，感应电流就越大，表明感应电动势越大。 【结论】感应电动势的大小跟磁通量变化ΔΦ和所用时间Δt都有关。 影响感应电动势大小的因素 一 元物理 德国物理学家纽曼在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年指出了感应电动势的定量规律：电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。由于之前法拉第做了大量开创性的研究工作，人们将这一规律称为法拉第电磁感应定律。 设感应电动势的大小为E，则有： 二 法拉第电磁感应定律 元物理 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 定律内容 取适当单位则k=1 线圈由1匝 n 若闭合电路是一个n匝线圈，则相当于n个相同的电源串联，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同。 实际工作中，为了获得较大的感应电动势，常常采用几百匝甚至几千匝的线圈。 二 法拉第电磁感应定律 元物理 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。(磁通量变化越快，感应电动势越大) 2、数学表达式： 若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为： 注意：公式中ΔΦ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 二 法拉第电磁感应定律 元物理   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的多少 无直接关系 磁通量变化ΔФ 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 法拉第电磁感应定律 3、理解:Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的意义 元物理 【思考】 （1）磁通量大，磁通量变化一定大吗? （2）磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗? 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)。 (可以类比速度、速度的变化和加速度) 二 法拉第电磁感应定律 元物理 4、应用：用公