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

第2节 法拉第电磁感应定律 第二章 电磁感应及其应用 高中物理选择性必修第二册 一、感应电动势 由电磁感应现象而出现的电动势，我们称为感应电动势。 能产生感应电动势的那部分导体相当于电源 电源即使不接入电路中其电动势依然存在 感应电动势的产生与电路是否闭合无关 只要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 电磁感应现象的发生过程： 磁通量变化 产生感应电动势 出现电流 闭合电路 根本原因 本质 现象 电磁感应现象中，感应电动势更能反映电磁感应现象的本质。 部份导体成为电源 有感应电流 一定有感应电动势 有感应电动势不一定有感应电流 感应电动势+闭合回路 → 感应电流 结论 感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关 如何描述磁通量的变化快慢？ 二、法拉第电磁感应定律 磁通量的变化快慢=单位时间的磁通变化量，即磁通量变化率 精确实验表明： 电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比 二、法拉第电磁感应定律 磁通量变化率 k为比例常数 感应电动势 采用国际单位制 （单匝线圈） k = 1 为获得更大电动势，常采用n匝线圈，相当于有n个电源串联， 总电动势为： 注意：感应电动势E是标量，但有方向，与电源内部电流方向一致 （用楞次定律或右手定则判断） 二、法拉第电磁感应定律 1. 穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大（ ） 2．磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大（ ） 3. 磁通量的变化量越快，回路中的感应电动势越大（ ） 4．穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0（ ） 5．某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0（ ） 6. 在变化的磁场中，穿过一个50匝闭合线圈的磁通量每秒均匀增加1 Wb，说明线圈中的感应电动势每秒钟增加50 V（ ） × × × √ √ × 称为磁感应强度变化率 6. 当闭合回路匝数不变，磁通量随时间均匀变化时，感应电动势的大小不变（ ） 7. 当闭合回路匝数不变，磁感应强度随时间均匀变化时，感应电动势的大小不变（ ） × √ B1→B2 BD 书本P44 C 书本P44 先判断感应电动势的大小 当磁通量变化是由导线切割磁感线引起时 如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，导轨宽为L，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线， ΔS= LvΔt 产生的感应电动势为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt 单匝 当v是平均速度时，E是平均值 当v是瞬时速度时，E是瞬时值 感应电动势的产生与电路是否闭合无关 2．对公式的理解 (1) v是相对于磁场的速度，L 为有效切割长度 (2)当B、L、v两两垂直时，E＝BLv (3)当B、L、v有任意两个量的方向互相平行 （不切割），E＝0 (4)当B⊥L，L⊥v，而v 与 B 成θ 角 时，导线切割磁感线产生的感应电动势大小为 E＝Blv⊥=Blvsin θ B与v不垂直 (5)当B⊥L，B⊥v ，但L与v不垂直时， L应为导线在与v垂直方向上的投影长度。 L d L与v不垂直 有效切割长度≠ 杆长 或导线是曲折的(先首尾相连成直线） 由磁场变化引起磁通量变化而产生的感应电动势 导体切割磁感线 而产生的感应电动势 感应电动势 感生电动势 动生电动势 通用公式 只适用于动生电动势 当v是平均速度时，E是平均值 当v是瞬时速度时，E是瞬时值 （1） l=50cm=0.5m;B=0.5T,v=4m/s 感应电动势的大小：E=Blv =1 V 由右手定则可判断感应电动势的方向：从b向a 安培力的方向：垂直ab棒水平向左 （2）闭合回路中的电流： 安培力： （3）若该题金属棒ab的电阻为r，则ab两端的电势差为多少？ 补充 此时闭合回路的电流： （3）由（1）可知，φa＞φb v E,r L （4）若金属棒按照以下情况做速度为v的匀速直线运动，不计金属棒和导轨的电阻。请判断感应电动势和金属棒棒所受安培力的大小与方向。 补充 导轨间距为L 感应电动势E=BLv ，方向b→a I F安 (多选)(2023·山西忻州期末)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D 点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(　　 ）  A．感应电流方向不变 B．CD段直线始终不受安培力 C．感应电动势最大值E＝Bav D．感应电动势平均