2.2法拉第电磁感应定律 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

人教版 选择性必修第二册 法拉第电磁感应定律 第二章 电磁感应 （1）闭合电路 利用磁场产生电流的现象 问题1：什么叫电磁感应现象？ 问题2：产生感应电流的条件是什么？ （2）磁通量变化 思考: 问题3：感应电流的大小跟哪些因素有关？ 感应电流的大小与磁通量的变化率有关。 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 v 01 (1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势; (2)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。 与电路是否闭合无关。 产生感应电动势的那部分导体相当于电源. ①有感应电流一定存在感应电动势； ②有感应电动势不一定存在感应电流。 一、感应电动势 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。 二、电磁感应定律： 2. 公式: 单位：V，且1V=1Wb/s。 n为线圈的匝数 （1）ΔΦ计算中取绝对值。 （2）E感＝n 求解的是平均感应电动势。 （3）E感大小取决于和n，而与Φ、ΔΦ的大小没有必然关系，与电路是否闭合无关。 注意： （4）公式E感＝n求解 求出的是整个回路的感应电动势；回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。 3.磁通量的变化率是Φ- t图线上某点切线的斜率 o Φ t 计算时ΔΦ 应取绝对值 Φ/Wb t/s 1 2 3 0 1 2 5 4 6 Φ/Wb t/s 1 2 3 0 1 2 5 4 6 例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。 ω 例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。 B ①B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1 ： ②S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1 ： 4.用公式 求 E 的几种常见情况： ③如果B、S都变化呢？ 三、导体切割磁感线运动时的感应电动势 1、导体垂直切磁感线. ①B、l、v 两两垂直; ②速度v为平均值(瞬时值)， E就为平均值(瞬时值)； ③l指切割磁感线的有效长度。 例3：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。 a b θ v E=B(Lsinθ)V 有效长度：导线在垂直速度方向上的投影长度 例4：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，求半圆形导线产生的感应电动势E。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × Ｖ Ｏ R E = B·2R·V 有效长度：弯曲导线在垂直速度方向上的投影长度 例5：如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求： (1)导体ab上的感应电动势的大小 (2)回路上感应电流的大小 θ v B v2 v1 2.导体斜切磁感线 （θ为v与B夹角） 当v⊥B时，E最大 当v//B时，E=0（无切割） 3.导体转动切割磁感线 [课堂练习3]如图所示，在xOy直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，直角扇形导线框半径为L、总电阻为R，在坐标平面内绕坐标原点O以角速度ω匀速转动．线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值（ ） 【答案】A　 4.线圈绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数n，求E。 （1）线圈处于如下图所示位置 （2）当线圈转过θ 时，感应电动势： 法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律 导线切割磁感线时的感应电动势 感应电动势 （v⊥B） （v⊥杆） 法拉第圆盘发电机 1831年10月28日 例6：如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场(磁感应强度为B)中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计) 例7：有一面积 S ＝ 100 cm2 的金属环，电阻 R ＝ 0.1 Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在 t1－t2 时间内通过金属环某一