2.2 法拉第电磁感应定律 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦法拉第电磁感应定律，系统呈现定律内容、公式及感应电动势计算，通过回顾感应电流产生条件和方向，提出大小影响因素问题，衔接旧知搭建探究支架。 亮点是以实验探究为主线，通过“落磁”实验等引导观察分析，结合数据推导定律，体现科学探究与科学思维，课堂练习联系实际，助学生深化物理观念，为教师提供结构化教学资源。

§2 法拉第电磁感应定律 第二章 电磁感应 高中物理(人教版2019)选择性必修第二册 新课引入 感应电流的大小跟哪些因素有关呢？ 1.感应电流的产生条件: 闭合回路 磁通量发生变化 2.感应电流方向特点： 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 探究影响感应电流大小的因素 演示实验 一 实验现象： 向线圈中插入条形磁体的速度越快，或导线切割磁感线的速度越快，产生的感应电流就越大。 探究影响感应电流大小的因素 一 问题 向线圈中插入条形磁体或导线切割磁感线的过程中，闭合线圈中磁通量变化量是否相同？ 探究影响感应电流大小的因素 一 实验结论： 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 N S G 甲 乙 A 电 源 感应电动势 感应电动势 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，并改变线圈的匝数，记录电压表的示数以及发生的现象；得出定性的结论。 1.实验器材：长玻璃管、强磁体、线圈、电压表。 实验探究 定性探究影响感应电动势大小的因素 实验演示 实验结论：感应电动势的大小与线圈匝数及磁通量的变化率均正相关。 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: 二 电磁感应定律 3.单位：伏特（V）。 4.说明: ①计算时 取绝对值，感应电动势的正负根据楞次定律由电流方向判断; ②该式计算的是感应电动势的平均值，当 时，计算的就是瞬时值。 ③磁通量变化主要有三种情况：仅由面积变化引起、仅由磁场变化引起、 面积和磁场同时变化引起 用公式 求感应电动势E的三种情况： （1）磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积S发生变化，此时 （2）垂直于磁场的回路面积S不变，磁感应强度B发生变化，此时 （3）磁感应强度B和垂直于磁场的回路面积S都发生变化，此时 二 电磁感应定律 关于感应电动势 的图像问题 Φ/Wb t/s 1 2 3 0 1 2 5 4 6 Φ/Wb t/s 1 2 3 0 1 2 5 4 6 Φ-t图线斜率大小表示 二 电磁感应定律 B/T t/s 1 2 3 0 1 2 5 4 6 B-t图线斜率大小表示   物理意义 与电磁感应关系 磁通量Ф 穿过回路的磁感线的条数多少 无直接关系 磁通量变化△Ф 穿过回路的磁通量变化了多少 产生感应电动势的条件 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 穿过回路的磁通量变化的快慢   决定感应电动势的大小 关于Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义 二 电磁感应定律 课堂练习 1. （多选）下列关于电磁感应现象的说法正确的是( ) A.穿过闭合电路的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大 B.穿过闭合电路的磁通量为零时，感应电动势不一定为零 C.穿过闭合电路的磁通量变化量越大，闭合电路中的感应电动势越大 D.穿过闭合电路的磁通量变化越快，闭合电路中的感应电动势越大 2.如图1所示，线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表） 相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈，并不与玻 璃管摩擦。实验观察到如图2所示的感应电流随时间变化的图像，从上往下看线圈中顺 时针为电流的正方向，下列判断正确的是( ) A.本次实验中朝下的磁极是 极 B.在 时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0 C.磁铁下落过程中减少的重力势能等于增加的动能 D.若增大线圈与玻璃管上端之间的距离，图2中的电 流峰值不变 课堂练习 2.现在很多手机都具有无线充电功能，图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图， 线圈匝数为，面积为。若在某一小段时间 内，磁场平行于线圈轴线向右穿过 线圈，其磁感应强度大小由 增大到，则该段时间线圈两端之间的电势差 为( ) A. B. C. D. 课堂练习 3.如图1所示，横截面积的线圈的匝数匝，线圈总电阻 ， 沿线圈轴向有匀强磁场，设图示的磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如 图2所示的规律变化，则在 内( ) A.点的电势比 点的低 B.线圈的感应电动势为 C.穿过每匝线圈的磁通量的变化率为 D.在、 间接一个理想电流表时，电流表的示数为 课堂练习 三 导线切割磁感线的感应电动势 如图，把矩形线框 CDMN 放在磁感应强度为 B 的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分导体棒 MN 的长度为 L，它以速度 v 向右运动，在 Δt时间内，由原来的位置 MN 移到 M1N1，用法拉第电磁感应定律推导此过程产生的感应电动势大小。 1.导体平动垂直切割磁感线 　　此过程中有其他力做功吗？如果有，能量是如何转换的？ 如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角 θ（如图 ），此时感应电动势的大小： θ v B 三 导线切割磁感线的感应电动势 L应为有效长度 （1）公式： 注意： （2）方向： 电流由等效电源的负极流向正极 三 导线切割磁感线的感应电动势 2.导体转动垂直切割磁感线 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，求感应电动势E。 O A L v × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 　　由于棒上各点的速度随着距离O点的距离均匀变化，所以可以用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。 右手定则：φA>φO，A相当于电源的正极。 三 导线切割磁感线的感应电动势 思考与讨论 如图所示，导体棒CD在匀强磁场中运动，自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。 F洛 + 导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？以上讨论不必考虑自由电荷的热运动。 洛伦兹力与非静电力有关 不会，电荷聚集在从C、D两端形成电压，当电荷受力平衡时，将不再定向运动。φC>φD 课堂练习 课堂练习 2.[多选]法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是  (　　) A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化， 则电流方向可能发生变化 D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在 R上的热功率也变为原来的2倍 课堂小结 1、法拉第电磁感应定律： 2、导体切割磁感线： 动生电动势 sinθ 感生电动势 电流由等效电源的负极流向正极 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.46.101 1.如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当棒ac以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求： (1)比较a、c 两点电势的高低； (2)回路中感应电流的大小； (3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小； $