2.2 法拉第电磁感应定律 课件 -2024-2025学年高二下学期物理粤教版（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 作者编号：43998 【问题1】电路中要有电流，就需要一个电源，电源有两个重要参数，一个是内电阻，另一个是什么？ 电动势 【问题2】电磁感应现象中，电路中产生了感应电流，感应电路中有没有电源？这个电源在哪里？ 有电源，产生电磁感应的部分就是电源。 新课导入 作者编号：43998 【问题3】怎么去描述这个电源？ I v 楞次定律 右手定则 新课导入 作者编号：43998 学习目标 1.了解什么是感应电动势 2.知道影响感应电动势的因素 3.理解并掌握法拉第电磁感应定律 学习目标 作者编号：43998 定义： 在电磁感应现象中产生的电动势。 螺线管为电源 等效电路 产生感应电动势的那部分导体相当于电源 ①磁通量变化为电磁感应的根本原因。 ②产生感应电动势为电磁感应现象的本质。 N S G 乙 感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是无关的。 一、感应电动势 新课讲授 作者编号：43998 思考：当线圈全部在磁场中运动时，有没有感应电流的产生？有没有感应电动势的产生？如果有，感应电动势的方向如何？能不能测出来？ 新课讲授 作者编号：43998 4.产生感应电动势的本质是导体内电荷的定向移动 （1）闭合回路中的磁通量发生改变一定会产生感应电动势，反之不然 （2）闭合回路中的磁场发生变化时，变化的磁场会激发形成产生电场，在电场的作用下导体内的自由电荷发生定向移动形成电势差 （3）当导体棒切割磁感线时，导体内的自由电荷随着导体棒的运动而运动，受到洛伦兹力后发生定向移动，形成电势差 感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？ 新课讲授 作者编号：43998 感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？ 变化所用时间？ 线圈匝数？ 磁铁磁性强弱？ 改变条形磁铁的运动快慢 改变条形磁铁的数目 更换不同匝数的线圈 实验方法？ 控制变量！ 二、探究影响感应电动势大小的因素 新课讲授 作者编号：43998 实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。分别使线圈距离上管20cm,30cm,40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。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。 新课讲授 作者编号：43998 实验过程： 线圈匝数：200 下落高度：30厘米 磁铁个数 指针指示值 1个     15  31  感应电流大小与磁铁个数成正比 2个 新课讲授 作者编号：43998 实验过程： 线圈匝数：200 磁铁个数：2个 下落高度 指针指示值 10厘米 20厘米     18  36  感应电流大小与磁铁运动速度成正比 新课讲授 作者编号：43998 实验过程： 磁铁个数：2个 下落高度：30厘米 线圈匝数 指针指示值 100     15  31  感应电流大小与线圈匝数成正比 200 新课讲授 作者编号：43998 1.内容：电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。 磁通量、磁通量变化量和磁通量变化率的比较 比较内容 磁通量 磁通量变化量 磁通量变化率 物理意义 计算方法 某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数 S与B垂直 S与B不垂直，取面积在磁场方向的投影 穿过某个面的磁通量的变化 表示磁场中穿过某个面的磁通量变化的快慢 三、法拉第电磁感应定律 当线圈有n 匝，则可以看成由n个单匝线圈串联而成，穿过每匝线圈的磁通量变化率是相同的，表达式为： 。 2、表达式： 采用国际单位制的单位，比例系数 ，表达式写成 。 3、感应电动势的单位：伏特（V） 【说明】①ΔΦ取绝对值，不涉及正负；②E为平均值，方向另行判断。 公式 的变形： (1)回路面积S不变，磁感应强度B变化: (2)磁感应强度B不变，回路面积S变化: (3)B、S同时变化: 3.注意： （1）公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 （2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源，感应电动势即该电源的电动势。 新课讲授 作者编号：43998 ①B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1 ： ②S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1 ： 4.应用:用公式 求E的几种常见情况： ③如果B、S都变化呢？ ω 新课讲授 作者编号：43998 新课讲授 作者编号：43998 1.(多选)如图水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ 所做的运动可能是 (　　) A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 BC 当堂检测 作者编号：43998 2.(多选)如图所示，在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是(　 　) A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．减速向右运动 D．加速向左运动 CD 当堂检测 作者编号：43998 3.如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线ab在金属导轨上应(　　) A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动 C．向右做加速运动 D．向左做加速运动 B 当堂检测 作者编号：43998 感应电动势 法拉第电磁感应定律 导线切割磁感线时的感应电动势 （v⊥B） （v⊥杆） 法拉第电磁感应定律 课堂小结 作者编号：43998 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ与磁通量变化率eq \f(ΔΦ,Δt)的比较。 物理量 单位 物理意义 计算公式 与电磁感应关系 磁通量Φ Wb 表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少 Φ＝B·S⊥ 无直接关系 磁通量的 变化量ΔΦ Wb 表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少 ΔΦ＝Φ2－Φ1 产生感应电动势的条件 磁通量的 变化率eq \f(ΔΦ,Δt) Wb/s 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(B·\f(ΔS,Δt),\f(ΔB,Δt)·S,\f(|Φ1－Φ2|,Δt))) 决定感应电动势的大小 $$