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

2.2法拉第电磁感应定律 人教版（2019）高中物理必修第二册 1、产生感应电流的条件 闭合电路 磁通量变化 2、楞次定律的内容： 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化. 增反减同、来拒去留、增缩减扩 温故而知新 结论： N S G 图中电路中谁充当电源？ 磁通量变化的线圈。 若图中电路断开，有没有电流？ 没有 从上往下看，图中线圈电流方向？ 逆时针 电路不闭合时，电流为零，电源电动势是否存在？ 电动势的大小？ 存在 1、定义： （2）等效电源：产生感应电动势的那部分导体相当于电源 （1）产生条件：穿过电路的磁通量发生变化，无论电路是否闭合 在电磁感应现象中产生的电动势。 （3）感应电动势方向：即搬运正电荷的方向，和内电路电流方向相同 可用楞次定律判断： 一、感应电动势 螺线管为电源 等效电路 N S G 上图中线圈哪端为正极？哪端为负极？ 上端为正极，电势高；下端为负极，电势低 探究实验：影响感应电动势大小的因素 线圈磁通量Φ变化 → 产生感应电动势E → 形成感应电流I 1、电流表指针偏转 说明感应电动势大小不同，且偏角越大，感应电动势越大。 2、电流表指针偏转程度不同 现象： 指针偏转大 指针偏转小 快速插入 缓慢插入 相同 不同 3、快速插入和缓慢插入指针偏转不同 磁通量Φ变化相同，都产生了E（I） 磁通量变化越快，感应电动势越大。 磁通量的变化快慢： 闭合电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率 成正比。 1. 内容: 2.表达式: 1845年和1846年德国物理学家纽曼和韦伯先后在总结法拉第大量实验事实基础上提出了定量化的电磁感应定律，并用数学表达式的形式展现出来 (1)当各物理量单位都用国际单位时，k=1，则 (2)若线圈有n匝时，可以看成n个单匝线圈串联而成 3.感应电动势单位: 伏特（V），1V=1Wb/s 二、法拉第电磁感应定律 1、理解： （1）n：线圈匝数 （2）ΔΦ/Δt：磁通量变化率(磁通量变化快慢)，与Φ、ΔΦ无直接关系，与n无关。Φ很大时，ΔΦ、ΔΦ/Δt可能很小，也可能很大；Φ＝0时，ΔΦ/Δt可能不为零。 （3）ΔΦ：磁通量变化多少，与n无关 （4）Φ：磁感线条数多少，与n无关 2、公式说明：该公式只求E感大小，E感方向（与内部I感方向相同）由楞次定律另行判断，求值时ΔΦ取绝对值，不涉及正负。 3、适用范围：所有电磁感应现象中的感应电动势求值 一般为Δt时间内的平均感应电动势； 1.当B、θ不变， △φ仅由S变化引起时, ΔS＝S2-S1 公式：E=nB △S △t 公式：E=nS △B △t 3.当S、 B 都变化 应用:用公式 求E的二种常见情况： 2.当S、θ不变，△φ仅由B变化引起时, ΔB＝ B2-B1 S0 【例题1】穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是(　　)．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．0～2 s B．2 s～4 s C．4 s～5 s D．5 s～10 s D 【例题2】如图甲所示，一个圆形线圈匝数n＝1 000匝、面积S＝2×10－2 m2、电阻r＝1 Ω。在线圈外接一阻值R＝4 Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。求： (1)0～4 s内，回路中的感应电动势； (2)t＝5 s时，a、b两点哪点电势高？ (3)t＝5 s时，电阻R两端的电压U。 三、导体切割磁感线时的感应电动势 L ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为： ΔΦ=BΔS 导轨上放置长度为L导体棒ab,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，方向垂直导轨平面向里，ab以垂直导体棒方向的速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势 ΔS vΔt 感应电动势E为： 由于B不变： 变化的面积： 三、导体切割磁感线时的感应电动势 θ v B v⊥ v∥ 2、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) θ为v与B夹角 1、表达式： 适用条件：（1）匀强磁场 （2）导体垂直切割磁感线（L、B、v两两垂直时） E=BLv⊥=BLvsinθ E=BLvsinθ 2．理解 (1)如果是 n 匝线框的一边在磁场中切割磁感线，则有E＝nBlvsinθ (2) 速度v为瞬时值,E就为瞬时电动势; 速度v为平均值,E就为平均电动势. (3)当B、l、v三个量方向相互垂直时，E＝Blv； 当有任意两个量的方向平行时，E＝0。 (4)式中的 l 应理解为导体切割磁感线时的有效长度。 如图所示，导体切割磁感线的情况应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的长度。 5、导体转动切割磁感线时的感应电