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

第二章 电磁感应 第2节 法拉第电磁感应定律 问题1：据初中所学，电路中存在持续电流的条件是什么？ （1）闭合电路； （2）有电源 。 产生感应电流的条件是： （1）闭合电路；（2）磁通量变化。 利用磁场产生电流的现象 问题2：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？ 知识回顾： 试从本质上比较甲、乙两电路的异同 乙 甲 相同点：两电路都是闭合的，有电流 不同点：甲中有电池（电源） 乙中有螺线管 （相当于电源） 有电源就有电动势 思考： 1.在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。 产生感应电动势的那部分导体就相当于电源. 一.感应电动势 2．感应电动势与感应电流： 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． 电源 N S 电源 那么，感应电动势的大小跟哪些因素有关？ 探究感应电动势大小与磁通量变化的关系 提出问题： 既然闭合电路的磁通量发生改变就能产生感应电动势， 那么感应电动势大小与磁通量的变化是否有关呢？ 猜想或假设： 感应电动势E的大小与磁通量的变化量△φ有关。 也与完成磁通量变化所用的时间△t有关。 也就是与磁通量变化的快慢有关。 （而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率 表示） 视频展示： （注意观察用不同速度滑动滑片E时，G表指针的偏转幅度.） 现象分析： 缓慢移动滑片,B线圈中磁通量变化慢,G表指针偏转幅度小,说明感应电动势小； 快速移动滑片,B线圈中磁通量变化快,G表指针偏转幅度大,说明感应电动势大。 结论： 感应电动势E的大小与磁通量的变化率（ ）有关。 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟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： 2、数学表达式： E的单位 : 伏 △φ的单位用 : 韦伯 △t的单位用 : 秒 k=1 若线圈有n匝，则相当于有n个电源串联，总电动势为： 注意：（1）公式中Δφ的计算方法， （2）电动势 E 为平均值， （3）感应电流的方向另行判断。 讨论： 磁通量大，磁通量变化一定大吗？ 磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ （与速度、速度的变化量和加速度的关系类比） 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化量不同。 磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零；磁通量的变化量大，磁通量的变化率也不一定大。 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。 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。 例3：一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。 Φ/10-2Wb t/s A B D 0 1 2 0.1 例4：单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：( ) A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V ABD 三、导体作切割磁感线时的感应电动势 如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度是B， ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势E a b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 回路在时间t内增大的面积为： ΔS=L(vΔt) 产生的感应电动势为： 穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt (V是相对于磁场的速度） 动生电动势的大小 θ v B V1 =Vsinθ V2 =Vcosθ （θ为v与B夹角） 说明 1、导线的长度L应为有效长度 2、V方向和B平行时，θ=0 E=0 3、速度V为平均值，E就为平均值. 速度V为瞬时值，E就为瞬时值. 若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角: (导体斜切磁感线) 例5：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=BL(Vsinθ) E=B(Lsinθ)V 有效长度---导线在垂直速度方向上的投影长度 例6：半