2.2 法拉第电磁感应定律（3课时）课件 -2023-2024学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第二册

2 法拉第电磁感应定律 （第1课时） （1）闭合电路 问题1：产生感应电流的条件是什么？ （2）磁通量变化 在闭合电路中要形成电流，必须有电源电动势存在，在电磁感应现象中出现了感应电流，是否也该有相应的电源电动势呢? 问题2：试从本质上比较甲、乙两电路的异同 甲 N S G 乙 产生电动势的那部分导体（或线圈）相当于电源 问题3：感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？ Φ变化的快慢不同 Φ都发生了变化 都产生了E 产生的E大小不等 磁通量变化越快，感应电动势越大。 磁通量的变化快慢 从条件上看 从结果上看 相同 不同 问题4：在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同? 磁通量的变化率 4 实验研究感应电动势与磁通量的变化率的关系 内置电压传感器 磁感应强度传感器 电源（可提供不同类型的电流） 初级线圈 次级线圈 当各个物理量都采用国际单位制时，k＝1 若闭合电路为n匝线圈，穿过每一匝线圈的磁通量变化率相同，则 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。 法拉第电磁感应定律 2.公式： 线圈的匝数n与磁通量和磁通量的变化无关，电动势与线圈匝数成正比。 问题5：磁通量的变化率的单位为Wb/s，电动势的单位为V。试证明:1 Wb/s=1V。 磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率之间的关系？ 与电磁感应关系 磁通量Ф 无直接关系 磁通量的变化ΔΦ 产生感应电动势的条件 磁通量的变化率 ΔΦ/Δt 决定感应电动势的大小 1、将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，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 2、图中a～d所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是 (　　)． A．图a中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图b中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图c中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在 t1～t2时间内产生的感应电动势 D．图d中回路产生的感应电动势先变小再变大 斜率表示磁通量的变化率 3、如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S．若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa- φb( ) A．恒为 B．从0均匀变化到 C．恒为 D．从0均匀变化到 4、如图所示，粗细均匀的导线绕成匝数为n、半径为r的圆形闭合线圈.线圈放在磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，线圈中产生的电流为I，下列说法正确的是(　　) A.电流I与匝数n成正比 B.电流I与线圈半径r成正比 C.电流I与线圈面积S成正比 D.电流I与导线横截面积S0成正比 BD 15 5、空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示。磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内（    ） A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C．圆环中的感应电流大小为 D．圆环中的感应电动势大小为 6、如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO'以角速度ω作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时。 （1）磁通量随时间的变化关系； （2）则在金属环转过30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大? O O' B 2 法拉第电磁感应定律 （第2课时） 导体切割磁感线产生的感应电动势 如图所示矩形金属线框abcd处于磁感应强度为B匀强磁场中，线框平面跟磁感线垂直，设cd的长度为L，ab边以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势. 回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt 穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt 产生的感应电动势为： ① v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势 v为平均速度，则E为平均感应电动势 ② B、L、v互相垂直 ③ v为导体垂直切割磁场的相对速度 × × × × × × × × × × × × × × × × v