高中物理(新教材)选修二课件2：2-2-法拉第电磁感应定律 人教版

2.2拉第电磁感应定律一、电磁感应定律1.感应电动势(1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势。(2)感应电动势与感应电流的关系产生感应电动势的部分导体相当于电源，闭合导体回路中有感应电动势就有感应电流，若导体回路不闭合，则没有感应电流，但仍有感应电动势。2.法拉第电磁感应定律(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。

二、导线切割磁感线时的感应电动势1.导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E=Blv。2.导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E=Blvsinθ。

如图所示，我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。(1)在实验中，电流表指针偏转原因是什么?(2)电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?(3)在图中，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相同和不同?合作探究一：法拉第电磁感应定律要点提示：(1)穿过闭合电路的Φ变化⇒产生E感⇒产生I感。(2)由闭合电路欧姆定律I=

知，当电路的总电阻一定时，E感越大，I感越大，指针偏转程度越大。(3)磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同，即电流表指针偏转程度不同。知识归纳

2.对法拉第电磁感应定律的理解

例1：一个面积S=4×10-2m2、匝数n=100的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图所示，由图可知(

)A.在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率为8Wb/sB.在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化量等于零C.在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于8VD.在第3s末的感应电动势为零例1：一个面积S=4×10-2m2、匝数n=100的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图所示，由图可知(

)A.在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率为8Wb/sB.在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化量等于零C.在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于8VD.在第3s末的感应电动势为零答案：C

1.如图甲所示，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为l，ab以速度v匀速切割磁感线，求回路中产生的感应电动势。2.若将轨道一端抬高，如图乙所示，直导线ab仍与磁场垂直，但速度与磁感线方向有一个夹角θ(θ≠90°)，则此时直导线上产生的感应电动势表达式是什么?合作探究二：导线切割磁感线时的电动势

1.对公式E=Blvsinθ的理解(1)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。(2)式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度。若切割磁感线的导线是弯曲的，则应取其与B和v方向都垂直的等效线段的长度来计算。如图中线段ab的长即为导线切割磁感线的有效长度。(3)公式中的v应理解为导线和磁场的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生。知识归纳

2.导体棒转动切割磁感线时的感应电动势如图所示，长为l的导体棒ab以a为圆心，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，其感应电动势可从两个角度推导。2.导体棒转动切割磁感线时的感应电动势如图所示，长为l的导体棒ab以a为圆心，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，其感应电动势可从两个角度推导。

公式E=Blvsinθ研究对象某个回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体内容(1)求的是Δt时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程对应。(2)当Δt→0时，E为瞬时感应电动势(1)若v为瞬时速度，求的是瞬时感应电动势。(2)若v为平均速度，求的是平均感应电动势。(3)当B、l、v三者均不变时，平均感应电动势与瞬时感应电动势相等适用范围对任何电路普遍适用只适用于导体切割磁感线运动的情况联系例2.

长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω做匀速转动，如图所示，磁感应强度为B。求：(1)ab棒的平均速率。(2)ab两端的电势差。(3)经时间Δt金属棒ab所扫过面积中磁通量为多少?此过程中平均感应电动势多大?

随堂检测1.关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是(

)A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大D2.如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流，下列说法正确的是(

)A.当E点经过边界MN时，感应电流最大B.当P点经过边界MN时，感应电流最大C.当F点经过边界MN时，感应电流最大D.当Q点经过边界MN时，感应电流最大B3.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0~D过程中(

)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至D时间内平均感应电动势为0.4VABD4.匝数为100的线圈的面积S=100cm2，放在方向如图所示的匀强磁场中。线圈平面与磁场的方向垂直，当磁感应强度由2×10-3T经过5s均匀减小到0时，感应电动势的大小为 (

)A.4×10-4V

B.2×10-3VC.4×10-2V D.0.2VA5.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增大为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为(

)A.c→a，2∶1

B.a→c，2∶1C.a→c，1∶2 D.c→a，1∶2C备用工具&资料4.匝数为100的线圈的面积S=100cm2，放在方向如图所示的匀强磁场中。线圈平面与磁场的方向垂直，当磁感应强度由2×10-3T经过5s均匀减小到0时，感应电动势的大小为 (

)A.4×10-4V

B.2×10-3VC.4×10-2V D.0.2VA2.如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流，下列说法正确的是(

)A.当E点经过边界MN时，感应电流最大B.当P点经过边界MN时，感应电流最大C.当F点经过边界MN时，感应电流最大D.当Q点经过边界MN时，感应电流最大B二、导线切割磁感线时的感应电动势1.导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E=Blv。2.导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E=Blvsinθ。

知识归纳

例1：一个面积S=4×10-2m