高中物理(新教材)选修二课件4：2-2-法拉第电磁感应定律 人教版

第二章电磁感应2法拉第电磁感应定律1.通过电动势的概念分析,知道感应电动势的概念2.理解法拉第电磁感应定律的内容3.会计算导体切割磁感线时的感应电动势4.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学习目标一、感应电动势定义：当闭合电路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电流，则必然有电动势，此电动势叫感应电动势．产生条件：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势．新知探究产生感应电动势部分的电路特点产生感应电动势的那部分电路相当于电源，属内电路，电流由电势较低处流向电势较高处．一般分两种情况：一种是部分导体在磁场中切割磁感线而成为电源；一种是导体围成的面积上有磁通量的变化(如磁感应强度变化或有效面积变化)而成为电源．感应电动势与感应电流的关系(1)电路中有感应电流时，一定有感应电动势．(2)电路中有感应电动势时，不一定有感应电流．如图所示，当磁感应强度变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电动势产生，但由于线圈是不闭合的，线圈中无感应电流．二、电磁感应定律

单位：电动势E的单位是伏（V）、磁通量Φ的单位是韦伯（Wb）、时间t的单位是秒（s）(1)公式中各量的单位要用国际制单位；(2)公式中ΔΦ，ΔΦ/Δt均取绝对值，该公式只要求出大小就可以，不考虑正负．磁通量Φ，磁通量的变化量，磁通量的变化率的比较

典例精析三、导体切割磁感线时的感应电动势公式推导情景1：把矩形线框abcd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．线框可动部分ab的长度是l，以速度v向右运动．新知探究推导过程：设在Δt时间内可动部分由ab运动至a′b′，由法拉第电磁感应定律得：E＝ΔΦ/Δt ①ΔΦ＝BΔS ②ΔS＝lvΔt ③由上述方程可以推出：E＝Blv情景2：若导体运动方向跟导体本身垂直，但跟磁感线方向有一夹角θ，导体棒中感应电动势的大小又是多大？推导过程：分解v，平行B的速度分量v2＝vcosθ，没有切割，无感应电动势；垂直B的速度分量v1＝vsinθ，切割产生感应电动势E＝Blvsinθ.结论：导体切割磁感线时，产生的感应电动势的大小，跟磁感应强度B、导线长度l、运动速度v以及运动方向和磁感应强度方向的夹角θ的正弦sinθ成正比．公式：E＝Blvsinθθ为速度方向和磁感应强度方向的夹角(1)当导体运动方向与磁场方向平行时，即θ＝0时，E＝0，不产生感应电动势．(2)当导体运动方向与磁场方向垂直时，即θ＝90°时，E＝Blv.公式：E＝Blvsinθθ为速度方向和磁感应强度方向的夹角(1)当导体运动方向与磁场方向平行时，即θ＝0时，E＝0，不产生感应电动势．(2)当导体运动方向与磁场方向垂直时，即θ＝90°时，E＝Blv.对E＝Blvsinθ的理解(1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论,通常用来求导体运动速度为v时的瞬时电动势,若v为平均速度,则E为平均电动势．(2)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.(3)式中的l应理解为导体切割磁感线时的有效长度．如图所示,导体切割磁感线的情况应取与B和v垂直的等效直线长度,即ab的弦长．(4)该式适用于导体平动时，即导体上各点的速度相等时．(6)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，也有电磁感应现象发生．例2

如图所示,在水平方向的匀强磁场中,将一导体棒以初速度v0水平向右抛出,设整个过程中,棒始终平动且不计空气阻力,试分析金属棒在运动过程中产生电动势大小的变化情况,并画出电动势随时间变化的图线．点拨:对E=Blv,必须明确v是垂直于B和l的速度大小．解析:棒水平抛出做平抛运动,据平抛运动的规律知vx=v0①

vy=gt②而v0平行于磁场,不切割磁感线,只有vy切割磁感线．据电动势公式得E=Blvy(其中l为导体棒的长度)③联立②③得E=Blgt所以在运动过程中,电动势E随时间逐渐增大．即E-t图像为过原点的直线,如图所示．典例精析

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新知探究一、感应电动势定义：当闭合电路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电流，则必然有电动势，此电动势叫感应电动势．产生条件：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势．新知探究二、电磁感应定律

单位：电动势E