2.2 法拉第电磁感应定律（第一课时）课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第二章 电磁感应 人教版（2019）选修 第二册 2.2 法拉第电磁感应定律 1.理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式； 会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。2.会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小。3.通过推导导体切割磁感线的感应电动势表达式，认识科学探究方法的多样性。4.培养学生对实际问题的分析与推理能力，培养学生的辩证唯物主义世界观。 学习目标 穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。感应电流的大小与哪些因素有关呢？ 导入新课 1.概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。 思考：电磁感应现象中，电路中产生了感应电流，电路中有没有电动势？ R r 等效电路 产生电磁感应的那部分导体相当于电源。 一、感应电动势 2.感应电流： 有I感就一定有E感 有E感就一定有I感 没有I感就没发生电磁感应现象 判断对错 想一想：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，与电路是否闭合无关。 请以磁场变化产生感应电动势为例阐述理由。 由闭合电路欧姆定律得 变化的磁场 电场 产生 实验设计 ⑵改变线圈匝数，重复上述实验。 ⑴磁极从同一高度以不同的速度插入线圈， 比较检流计的偏转幅度； 实验分析 检流计偏转角度大，则说明电动势大。 Δϕ相同，但ϕ变化相同的量所用时间不同，时间短的电动势大， 说明磁通量变化快，感应电动势大。 探究：影响感应电动势大小的因素 二、电磁感应定律 演示：闭合电路中，E与 的关系 小结: 越大、线圈匝数越多，则感应电动势越大。 1.法拉第电磁感应定律内容 2.公式（单匝线圈）: 3.理解： ⑴比较ϕ、⊿ϕ、 是平均感应电动势，普遍适用。 ⑵ 若线圈n匝，则有 国际单位 k=1 t单位：s ϕ单位：Wb 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。 例1 如图，一个圆形线圈匝数n＝1000匝、面积S＝2×10－2 m2、电阻r＝1Ω。在线圈外接一阻值R＝4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁感应强度B 随时间变化规律如图乙所示。 求：0～4s内，回路中的感应电动势。 答案：1V　 条件 结论 E=Blv 三、导体切割磁感线时的感应电动势 如图，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度为l，它以速度v向右运动，在△t时间内，由原来的位置移到M1N1。 求：感应电动势E N M C D l v I 匀强磁场 v、B、l相互垂直 N1 M1 导体斜切磁感线 特别地，若v//B：E=0（无切割） 思考1： （θ为v与B夹角） v⊥ v∥ v 导体的 横截面 θ B ⑴速度v v-瞬时速度，E是瞬时感应电动势 v-平均速度，E是平均感应电动势 ⑵ l为有效长度：与B、v方向都垂直的长度 直导线：垂直于运动方向上的投影长度； 曲折导线：两端点的连线，在垂直于运动方向上的投影长度。 例2 如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距l＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac(长为l)垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在水平外力作用下，棒ac以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速滑动，求： ⑴ac棒中感应电动势的大小； ⑵回路中感应电流的大小； ⑶水平外力的大小。 答案:　(1)0.80 V　(2)4．0 A　(3)0.80 N 比较：A、O两点电势高低： 思考2：转动切割 总结：转动切割产生的感应电动势 （L--转动半径） 如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B，垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，求感应电动势E。 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ O A L B v φA>φO 例3 如图所示，一个半径为r的铜盘，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO'匀速转动，磁场方向与盘面垂直，在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷。设整个回路电阻为R，当铜盘匀速转动角速度为ω时，求通过电阻的电流。 答案 小结：平均电动势与瞬时电动势的比较 区别 研究对象 物理意义 适用范围 联系 E=Blv 整个电路 一部分导体 Δt 时间内的平均感应电动势 瞬时感应电动势 整个电路的感应电动势 电路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势 16 1.动生电动势：导体做切割磁感线运动产生的电动势。 思考：动生电动势涉及到的非静电力是什么？ 2.动生电动势产生原因