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 1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ （1）闭合回路 （2）磁通量发生变化 2、恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？ （1）电路闭合 （2）电源提供电动势 3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？ 由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向 复习提问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中, 电路中是否都有电流?为什么? 如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问: 有，因磁通量有变化 ． 由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。 ②、有感应电流,是谁充当电源? 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 （1）闭合电路中有感应电流，这个电路中 就一定有感应电动势. 一、感应电动势 （2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势 叫做感应电动势（E）. 2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。 一、感应电动势 感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势． 3.感应电动势与感应电流: 思考与讨论 感应电动势的大小跟哪些因素有关？ 探究感应电动势大小的影响因素 （1）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关？（学生猜测） （2）探究要求： ① 将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。 ② 迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。 （3）、探究问题： 问题1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 问题2、电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 问题3、在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ 实验一：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动 实验二、磁铁插入或拔出螺线管 实验三：双螺线管实验 Φ变化 产生E 产生I 问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转越大. 问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ Φ变化的快慢不同 Φ都发生了变化 都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等 从条件上看 从结果上看 相同 不同 问题3: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? 当磁通量变化相同时,所用时间越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大 感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关，即与磁通量的变化率有关. 分析与论证 结论 磁通量的变化率 二、法拉第电磁感应定律 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。 1.内容: 注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 2.公式: n为线圈的匝数 (1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则 (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则 (3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时， 则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初 3.应用法拉第电磁感应定律的三种情况 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   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多少 无直接关系 磁通量变化△Ф 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 4.理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义 例题1：有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。 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。 如果磁通量的变化是由于导体和磁体的相对运动引起的，即：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时，导体里产生的感应电动势的大小是怎样一种形式更便于计算？ 问题思考： 22 如图：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有相距为L的两平行金属导轨CN和DM。CD间串联一电流计，两导轨所在的平面与磁场垂直。导线NM放在导轨上，与两导轨垂直，此时电流计、金属导轨与导线构成一个闭合回路。设导线NM以速度v向右运动，在△t时间内，由原来的位置NM移到N1M1。 （1）闭合回