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

第二章 电磁感应 粤教版 选择性必修二 第二节 法拉第电磁感应定律 1 新课导入 电磁感应 闭合 电路中产生持续电流的条件是什么？ 电路闭合，有电源。 2 新课导入 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 3 新课导入 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 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。 4 Part 01 感应电动势 5 感应电动势 定义： 在电磁感应现象中产生的电动势。 螺线管为电源 等效电路 产生感应电动势的那部分导体相当于电源 ①磁通量变化为电磁感应的根本原因。 ②产生感应电动势为电磁感应现象的本质。 N S G 乙 感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是无关的。 提出问题 感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？ Part 02 探究影响感应电动势大小 的因素 8 猜想与方案设计 感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？ 变化所用时间？ 线圈匝数？ 磁铁磁性强弱？ 改变条形磁铁的运动快慢 改变条形磁铁的数目 更换不同匝数的线圈 实验方法？ 控制变量！ 猜想与方案设计 如何测量感应电动势的大小？ 总电阻一定时,E 越大,I 越大,指针偏转越大. Φ变化 产生E 产生I 根据电流表指针偏转程度粗略判断感应电动势大小，进行定性研究。 猜想与方案设计 记录与分析 所用条形磁铁的数目 条形磁铁插入或拔出的方式 螺线管中磁通量变化的大小 电流表指针的偏转角度 感应电动势E的大小 1 根 快速拔出 2 根 快速拔出 2 根 慢速拔出 较小 较大 较大 较大 很大 较大 很大 较大 E E 12 Part 03 法拉第电磁感应定律 13 法拉第电磁感应定律 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。 2.公式: 3.注意： （1）公式中取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 （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。 线圈有n匝 求平均感应电动势 法拉第电磁感应定律 4.应用： 用公式 求E 的三种常见情况： ①B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1 ： ②S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1 ： ③如果B 、S 都变化呢？ ω 法拉第电磁感应定律 问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗? 问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗? (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 【例题1】穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2Wb，则（ ） A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C．线圈中的感应电动势始终是2 V D．线圈中不产生感应电动势 C 课堂练习 【例题2】一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。 16V 【例题3】穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是(　　)．　 A．0～2 s B．2 s～4 s C．4 s～5 s D．5 s～10 s D 课堂练习 【例题4】(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：( ) ABD 课堂练习 A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V Φ/10-2Wb t/s A B D 0 1 2 0.1 斜率表示Φ的变化率 课堂练习 【例题5】在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。求: (1)线圈转过1/4周的过