2.2法拉第电磁感应定律（课件）-【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第二册）

2. 法拉第电磁感应定律 第二单元 电磁感应 更多模板请关注：https://haosc.tukuppt.com 1 1物理观念： 了解感应电动势的概念。 2科学思维： 2.理解法拉第电磁感应定律，并能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。 3科学探究： 3.能够运用E=Blv 或E=Blvsin" θ" 计算导线切割磁感线时的感应电动势。 4科学态度与责任： 具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。 核 心 素 养 电磁感应现象中有感应电流，相当于电源的那部分是不是也有电动势，电阻不变的情况下，感应电流越大，是不是说明电源的电动势也越大？ （基于观察的问题导入更容易然学生认识到物理的科学本质） 一、驱动问题 二、影响感应电动势大小的因素 电磁感应中产生的电动势叫感应电动势。 二、影响感应电动势大小的因素 G 等效电路 5 感应电动势的大小是否与磁通量的变化有关呢？ 产生感应电流的条件 闭合电路 磁通量变化 二、影响感应电动势大小的因素 磁铁插入的速度越快，感应电流越大，大胆猜测 感应电流大小与磁通量的变化快慢有关 使用条形磁铁以不同的速度插入或拔出线圈，发现感应电流的大小也不同，这是为什么？ 定性实验探究：感应电流大小与哪些因素有关？ 定量实验探究：感应电流大小与哪些因素有关？ （1）实验器材 长玻璃管、强磁体、线圈、电压表。 （2）实验步骤 ①装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。 ②将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。 ③分别使线圈距离上管口 20 cm 、30 cm、40 cm 和 50 cm，记录电压表的示数以及发生的现象。 ④分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。 条件 线圈匝数：200；磁铁个数：2个 下落高度 10cm 40cm 指针刻度 感应电流大小与磁铁在线圈中运动时间的关系 感应电流大小与磁铁在线圈中运动时间成反比例关系 结论： 重复上述实验多次， 可知，线圈距上管口距离越大，强磁体穿过线圈的速度越大，引起的磁通量变化越快，线圈两端的电压越大；线圈匝数越多、磁体越强，线圈两端的电压越大。 （4）实验结论： 磁通量变化越快，感应电动势越大，在同一电路中，感应电流越大；反之越小。 磁通量的变化就是磁通量的变化率，用 表示。 三、法拉第电磁感应定律 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的变化率成正比。 2.公式: （单匝线圈） （n匝线圈） 理解： ①n为线圈的匝数，由于每匝感应电动势处于串联关系，故总电动势为n倍； ②上述公式用于计算感应电动势的大小，故ΔΦ取绝对值 【例1】如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图2所示规律变化。下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为150V，A端接电压表正接线柱 B．电压表的示数为50.0V，A端接电压表正接线柱 C．电压表的示数为150V，B端接电压表正接线柱 D．电压表的示数为50.0V，B端接电压表正接线柱 【答案】B 思路： 对应Φ­t图线上某点切线的斜率；电源内部电流方向 ①B不变, S发生变化,ΔΦ＝B·(S2-S1 ),有： ②S不变, B发生变化,ΔΦ＝S·(B2-B1),有： 3.应用:用公式 求E的几种常见情况： ③如果B、S都变化呢？ 例2　近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂 直通过此线圈，磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生 的感应电动势最接近 A.0.30 V 　　　B.0.44 V 　　　C.0.59 V 　　D.4.3 V √ 四、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. 动生电动势：由于导体运动而产生的电动势。 通过以上实验，你认为哪些因素影响了导线切割磁感线时电动势的大小？ 2.导体斜切磁感线 （θ为v与B夹角） 若v//B：E=0（无切割） 3.导体转动切割磁感线 导体棒在磁场中转动时，长为L的导体棒OA以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势 ω A O A' 例3　(多选)如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在垂直于纸面向里且范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为a的正方形导线框PQMN沿图示速度方向进入磁场，当对角线PM刚进入磁场时，线框的速度大小为v，方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为R，则 √ √ 例4　(多选)(2023·黑龙江哈尔滨市模拟)如图所示为法拉第圆盘发电机，半径为r的铜质圆盘绕其中心O的竖直轴以恒定角速度ω顺时针转动(从上向下看)，空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。圆盘平面和磁感线垂直，两电刷C、D分别与铜盘中心轴和边缘接触，两电刷间接有阻值为R的电阻，下列说法正确的是 A.O点电势比D点高 B.通过R的电流方向由下至上 C.发电机的电动势为E＝ D.发电机的电动势为E＝Br2ω √ √ 课堂小结 楞次定律 闭合 方向 大小 决定 法拉第 电磁感应定律 电磁感应 产生 22 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.43 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.43 A.PM刚进入磁场时线框中的感应电流大小为 B.PM刚进入磁场时线框所受安培力大小为 C.PM刚进入磁场时两端的电压为 D.PM进入磁场后线框中的感应电流逐渐减小 $$