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

电磁感应 2.2 法拉第电磁感应定律 学习目标 1.知道什么是感应电动势。 2.理解和掌握法拉第电磁感应定律的内容和表达式，并会用来解答有关问题。 3.掌握导体切割磁感线产生的电动势公式E＝Blvsin θ，会用此关系式解答有关问题。 4.知道动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系，会判断动生电动势的方向并计算其大小。 演示实验 上一节我们学了穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生了感应电流。那感应电流的大小跟哪些因素有关呢？ 这个现象告诉我们：当回路中的电阻一定时，感应电流的大小可能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。即:感应电流的大小与磁通量的变化率有关。 讲授新课 比较下面两个电路 甲 N S G 乙 v 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） 感应电动势 讲授新课 感应电动势 感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势 依然存在。 那感应电动势大小如何计算呢？ 讲授新课 感应电动势的大小 · · 由闭合电路欧姆定律我们知道 ,而感应电流的大小与磁通量的变化率有关。所以有 ,即 磁通量的单位为：wb，又 ,所以：1wb=1T 1m2 单位关系： 在国际制单位中，电动势的单位为 V,磁通量单位Wb，时间单位为S,这时K=1，所以有： 闭合电路常常是一个匝数为n的线圈，而且穿过每个每匝线圈的磁通量总是相同的。所以有 讲授新课 法拉第电磁感应定律 (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。 线圈有n匝 (2)公式: (3)注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 新课讲授 （1）感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率和线圈匝数n，而与Φ、ΔΦ的大小没有必然关系，与电路的总电阻R无关；感应电流的大小与E和回路电阻R有关。 （2）公式E＝n求解的是平均感应电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 （3）公式E＝n只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时ΔΦ应取绝对值，至于感应电流的方向，用楞次定律去判定。 注意： 法拉第电磁感应定律 新课讲授 磁通量变化率的三种求法 （1）B变S不变，则＝·S； （2）S变B不变，则＝B·； （3）B、S都变，则＝。 注意：磁通量的变化量、变化率与线圈匝数n无关，但感应电动势E与匝数n成正比，相当于n个电源串联。 法拉第电磁感应定律 随堂练习 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1 500，横截面积S＝20 cm2。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：（1）流过R1的电流方向； （2）螺线管中产生的感应电动势大小。 答案：（1）由b流向a　 答案：（2）1.2 V 新课讲授 动生感应电动势 请根据法拉第电磁感应定律推导垂直切割时动生感应电动势的大小。 （1）垂直切割时： 如图所示，闭合电路中的一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，两平行导轨的间距为l，导体ab以速度v匀速切割磁感线，其中B、l、v两两垂直。 在Δt时间内，线框的面积变化量：ΔS＝lvΔt 则回路中的磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt 由法拉第电磁感应定律得： 若杆是倾斜的呢？ 新课讲授 动生感应电动势 （2）导体非垂直切割时： 如图所示，闭合电路中的一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，导体ab以速度v匀速切割磁感线。 请根据法拉第电磁感应定律推导非垂直切割时动生感应电动势的大小。 在Δt时间内，线框的面积变化量：ΔS＝（Lsin60）vΔt 则回路中的磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝B（Lsin60）vΔt 由法拉第电磁感应定律得： 若导线是不规则形状的呢？ 新课讲授 动生感应电动势 如果导线下图所示，运动过程中感应电动势大小如何求？ 如果导线是不规则的，应取与B、V垂直的等效直线的长度。 新课讲授 (3)导体转动垂直切割磁感线 动生感应电动势 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E。 O A L v × × × × × × × × × × ×