2.2 法拉第电磁感应定律 课时2 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（课时2） 1.知道电磁感应现象中，某过程中通过闭合回路电荷量与线圈匝数、磁通量的变化量及总电阻有关，与完成该过程需要的时间无关。 2.会正确处理电磁感应中有关电路问题 3.能通过图像来分析处理电磁感应问题 学习目标 自主学习 由电流的定义式 ， 得到的电流值是瞬时值还是平均值？ 计算通过该回路某一截面的电荷量要用到 哪些定律？ 分析该电荷量与导体棒运动性质和运动时间有无关系？ 如图，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，总电阻为R。设线框可动部分导体棒MN由原来的位置移到M1N1过程中，磁通量变化△ϕ。 求：通过回路某一截面的电荷量。 一、电磁感应中的电荷量问题 联立得 通过闭合电路某截面的电荷量 q=I⊿t 分析： 由法拉第电磁感应定律，得 由闭合电路欧姆定律，得 结论：q只和线圈匝数、磁通量的变化量及总电阻有关，与完成该过程需要的时间无关。 注意：求解电路中通过的电荷量时，一定要用平均电动势和平均电流计算。 例题1 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动。 求： ⑴a、d两点的电势差为多少？ ⑵安培力所做的功是多少？ ⑶通过线圈某一截面的电荷量是多少？ 【参考答案】（1） ；（2） ；（3） 二、电磁感应中的电路问题 例题2 面积S=0.2m2，n=100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B=0.02t，R=3Ω，C=30μF，线圈电阻r=1Ω，求： ⑴通过R的电流大小和方向； ⑵4s内通过导线横截面的电荷量； ⑶电容器所带的电荷量。 思考：面积S的含义？ R B a b 【参考答案】⑴b→a，0.1A，⑵0.4C，⑶9×10-6C C a b B R F 甲 切割磁感线运动的导体 磁通量发生变化的回路（线圈） E=BLv 产生感应电动势的部分导体或回路，其电阻相当于内阻r，其余是外电路电阻。 计算： 1.画等效电路 ⑴电源 ⑵电阻 计算： 设路端电压为U，外电路电阻为R，则有U=IR=E-Ir B t t1 0 规定磁场方向向外为正方向 乙 小结：处理电磁感应中的电路问题 2.解决问题的基本方法 ⑴确定电源 ⑵分析电路结构，画等效电路图。 ⑶运用闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律以及串并联电路知识求解。 思考： 电源内部电流是从低电势到高电势还是相反？外电路呢？ 发生电磁感应的闭合电路中，并联在等效电源两端的电压表，其示数等于等效电源的电动势吗？ ⑵应用欧姆定律分析求解电路时，没有注意等效电源的内阻对电路的影响。 ⑴不能正确分析感应电动势及感应电流的方向。 易错： B－t 图、ϕ－t 图、E－t 图或者I－t 图等 1.图像类型：B变化型；杆切割型 2.常见问题：画图像或判断图像。 常见图像 三、电磁感应中的图像问题 例题3 如图所示，一个矩形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域，若取逆时针方向为电流的正方向，在下图中能正确反映出回路中感应电流随时间变化情况的图像是 （ ） A. B. C. D. C 例题总结：闭合电路贯穿磁场区域过程中，判断图像的技巧 1.进入区和脱离区，两处磁场在方向上可能相同，也可能相反，相应感应电流与磁场方向间关系为： 2.进入磁场前与离开磁场后，若磁通量相同，则i—t图像正负面积和为0（或正、负面积大小相等）： B同I反，B反I同 初末ϕ相同，上下面积等 3.导体切割磁感线，i∝l,电流0点要注意 判断：如图，导体框向左移动过程中，电流有无0点？ 针对练 “凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域。磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，t=0时，线框开始进入磁场。选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流 i随时间t变化的图像正确的是 （ ） B A. B. C. D. 例4 一闭合金属圆环处在垂直圆环平面的匀强磁场中。若磁感强度B随时间t按如图(乙)所示的规律变化，设图中磁感强度垂直纸面向里为正方向，环中感生电流沿顺时针方向为正方向。则环中电流随时间变化的图象可能是下图中的 （ ） C I t 0 A I t 0 B I t 0 C I t 0 D T T T T B t t1 0 t1 t1 t1 例题总结：B变类图像 R 面积S B 直线：E 恒、I 恒、P 恒，电流拐点变方