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

2.2法拉第电磁感应定律 N S 1、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。 产生感应电动势的那部分导体就是电源。 一、感应电动势 2、感应电动势和感应电流的关系： 有感应电动势不一定有感应电流（要看电路是否闭合） 有感应电流一定有感应电动势。 电源 电源 问题1：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么不同？ 感应电动势的大小跟那些因素有关？ 磁铁抽出速度越快，感应电流越大,说明感应电动势越大。 感应电动势的大小跟那些因素有关？ 问题2：换用磁场更强的磁铁以原来的速度插入，产生的感应电流有何不同？ 磁场越强，感应电流越大，说明感应电动势越大。 强磁铁 实验结论： 感应电动势E的大小与磁通量的变化快慢有关，即与磁通量的变化率有关． 3、磁通量的变化率 表示磁通量的变化快慢 问题：磁通量大，磁通量变化一定大吗？ 磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ （可以类比速度、速度的变化和加速度。） 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变化率△Φ/ △t成正比． 二、法拉第电磁感应定律： 2、数学表达式 （注意单位） 问题：若闭合电路是n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，E＝？ 若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为： 注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。 2、一个100匝的线圈，在0. 5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。 3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。 25V 16V 1.6V 问题：公式中E表示的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势？ 说明：（1）所求E为t时间内的平均感应电动势 （2）Δt 0时，E为瞬时感应电动势 Φ/10-2Wb t/s A B D 0 1 2 0.1 4、（多选）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则（ ） A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V ABD 三、导体作切割磁感线运动 如图所示，间距为L的线框处于匀强磁场中，磁感应强度是B，金属棒ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b 回路在时间t内增大的面积为： ΔS=LvΔt 感应电动势为： 磁通量的变化量为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt （B、L、V三者相互垂直） a b v θ v B V1 =Vsinθ V2 =Vcosθ 若导体斜切磁感线 （θ为v与B夹角） （若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角） 说明： 1、导线的长度L应为有效长度。 2、导线运动方向和磁感线平行时，E=0. 3、速度V为平均值（E就为平均值），速度V为瞬时值（E就为瞬时值）。 E=BLv E=2BRv E=BRv v 2R B B v 2R 求下面图示情况下，各段导体产生感应电动势各为多大？ 问题：公式 ① 与公式 ② 的区别和联系？ 2、①中求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如右图。 v a b c d L L ① 求平均感应电动势 ② 求瞬时感应电动势 区别： (课后题4）线圈绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数n，求E。 （1）线圈处于如图所示位置 （2）线圈以图示情形运动时 B ω O' O l1 E1 E2 l2 四、转动切割 右手定则：φa>φb F=qvB ＋ － C端 不会 沿导体棒向上 五、反电动势 V 此电动势阻碍电路中原来的电流. 故称之为反电动势。 能量是怎样转化的呢？ 其它形式的能 导体棒的动能 电能 想一想 F安 课堂小结: 1.感应电动势的概念与决定因素---- 2.法拉第电磁感应定律------ 3.感应电动势的两个计算公式: 平均感应电动势: 瞬时感应电动势:E=BLv 4.反电动势：总是消弱电源电动势的作用 $