法拉第电磁感应定律课件-高二下学期物理人教版选择性

第二章

电磁感应高中物理《课标》要求

第二章

电磁感应

高中物理《课标》要求

2.1探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。2.2通过实验理解法拉第电磁感应定律。2.3通过实验了解自感现象和涡流现象，能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用。

第二章

电磁感应

《本单元教学重难点》

教学重点

教学难点

1.楞次定律；2.法拉第电磁感应

定律及其应用；3.自感现象。1.楞次定律；2.法拉第电磁感应定律

及其应用。

第2节

法拉第电磁感应定律《学习目标》

(1)通过实验，理解法拉第电磁感应定律。知道E=Blvsinθ是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，会用法拉第电磁感应定律在具体情境中分析求解有关问题。(2)经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法；经历推理得出E=Blvsinθ的过程，体会矢量分解的方法。(3)知道E=n与E=Blvsinθ的内在联系，感悟事物的共性与个性的关系，体会辩证唯物主义的方法和观点020301主题(二)感应电动势主题(一)实验探究I感的大小目录CONTENTS主题(三)法拉第电磁感应定律04第2节

法拉第电磁感应定律主题(四)切割的电动势(1)闭合电路利用磁场产生电流的现象问题1：什么叫电磁感应现象？问题2：产生感应电流的条件是什么？(2)磁通量变化楞次定律问题3：产生感应电流的方向怎么确定？问题4：产生感应电流的大小跟什么因素有关？切割：展右手定则新课引入：电磁感应中产生I感大小跟什么因素有关？思考2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?思考1：在实验中,电流表指针偏转原因是什么?思考3：在实验中，将条形磁铁从同一高度进入线圈中同一位置，快入和慢入有什么异同?Φ变化产生E感产生I感

总电阻一定，E感越大，I感越大,指针偏转越大。Φ变化量相同。Φ变化快慢不同。磁通量变化越快，感应电动势越大。感应电动势与磁通量变化快慢有关？新课引入：电磁感应中产生I感大小跟什么因素有关？

第一部分实验探究感应电流的大小一、实验探究1.实验器材：长玻璃管、强磁体、线圈、电压表。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20cm、30cm、40cm和50cm，记录电压表的示数以及发生的现象。④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。一、实验探究一、实验探究1.实验器材：长玻璃管、强磁体、线圈、电压表。2.实验步骤：3.实验结论：磁通量变化越快，感应电动势越大，在同一电路中，感应电流越大；反之越小。可见，线圈距上管口距离越大，强磁体穿过线圈的速度越大，引起的磁通量变化越快，线圈两端的电压越大；线圈匝数越多、磁体越强，线圈两端的电压越大。

思考：试从本质上比较甲、乙两电路的异同发生电磁感应的部位相当于电源，它的作用是提供电动势。甲NSG乙相当于电源aba.b两点电势哪点高？+-一、实验探究电源提供电动势提供感应电动势电磁感应中产生的电动势1.定义：2.条件：若电路又闭合，就会产生I感

。二、感应电动势（inductionelectromotiveforced）3.方向：穿过电路的Φ发生改变，感应电动势的方向用楞次定律结合安培定则或右手定则判断。NSG乙ab+-发生电磁感应的部位相当于电源，它的作用是提供电动势。等效电源内部负极指向正极。与电路是否闭合无关4.大小：

与匝数有关。电磁感应中产生的电动势1.定义：2.条件：若电路又闭合，就会产生I感

。二、感应电动势（inductionelectromotiveforced）3.方向：穿过电路的Φ发生改变，等效电源内部负极指向正极。与电路是否闭合无关4.大小：

与匝数有关。

德国物理学家纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出：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。因法拉第对电磁感应现象研究的巨大贡献，后人称之为法拉第电磁感应定律（Faraday’slawofelectromagneticinduction）。NSGab+-第三部分法拉第电磁感应定律三、法拉第电磁感应定律E感跟穿过这一电路的Φ的变化率成正比。1.内容:2.公式:④Δφ取绝对值，只计算大小注意：③E为Δt内的平均E感

,②若线圈匝数为n，NSG乙ab+-①当各物理量单位都用国际单位时，k=1.可视为单匝线圈串联而成若Δt→0时，表示瞬时E感⑤1V=1Wb/s⑥Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt意义不同物理意义与电磁感应关系磁通量Ф磁通量变化量△Ф磁通量变化ΔΦ/Δt三、法拉第电磁感应定律⑥Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt意义不同穿过回路的磁感线的条数多少无直接关系穿过回路的磁通量变化了多少产生感应电动势的条件决定感应电动势的大小穿过回路的磁通量变化的快慢

ΔΦ/Δt：ΔФ：Ф：磁通量磁通变化量磁通量变化率，Ф=BSФ末-Ф初ΔФ=Φ/Wbt/s123012546Φ-t图像斜率反映Φ的变化率思考：红线反应感应电动势大小如何变化？×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

Gabv①B⊥S，且B不变，S发生变化，②B⊥S，且S不变，B变化，ΔB＝B2-B1③B与S都不变,它们的夹角发生改变。3.计算:S的变化率B的变化率，Bt即B-t图像的斜率ΔS＝S2-S1ab三、法拉第电磁感应定律【典例1】下列说法正确的是（

）A.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。 B.线圈中磁通量的变化量ΔΦ越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。 C.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大。

D.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大。D典例分析：×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

Gabv解：回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的Φ的变化为ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V⊥B）【典例2】如图所示闭合线框一部分导体ab长L,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势E?（V⊥杆）ab典例分析：E感=BLV第四部分导体切割的电动势×××××××××××××××VθV1V2若V//B，则E=01.大小：②若导体斜割,①只适用于双垂直切割（V⊥B）（V⊥杆）(θ为v与B夹角)若V//杆，则E=0四、导体切割的电动势E=BLVE=BLV1=BLVsinθθvBV1V2θE=BLV1=BLVsinθ③若v与杆的夹角为θ:L2L1E=BL1V=BLVsinθL1：导线垂直于运动方向上的投影。×××××××××××××××VθL×××××××××××××××VL×××××××××××××××VθV1V2若V//B，则E=01.大小：②若导体斜割,①只适用于双垂直切割（V⊥B）（V⊥杆）(θ为v与B夹角)若V//杆，则E=0四、导体切割的电动势E=BLVE=BLV1=BLVsinθθvBθE=BLV1=BLVsinθ③若v与杆的夹角为θ:L2L1×××××××××××××××VθL×××××××××××××××VL④L为曲线在速度方向的投影长度：有效长度1.大小：②若导体斜割,①只适用于双垂直切割（V⊥B）（V⊥杆）(θ为v与B夹角)四、导体切割的电动势E=BLVE=BLV1=BLVsinθE=BLV1=BLVsinθ③若v与杆的夹角为θ:④L为曲线在速度方向的投影长度：有效长度⑤v为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值)1.大小：（V⊥B）（V⊥杆）四、导体切割的电动势E=BLV注意：切割电动势大小和方向有专用的方法计算和判断2.方向：I感电源由等效电源的负极流向正极×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××××有感应电流吗？有感应电动势吗？abv无有方向?②切割产生E的非静电力为____①建龙展右手定则判断方向f洛③因切割产生的E感称动生E因B改变产生的E感称感生E【典例3】如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是_______________。甲、乙、丁典例分析：【典例4】一个水平放置的导体框架,宽度L=1.5m,接电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,ab电阻r=0.1Ω,其余均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体ab上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小(3)ab两端的电压（3）Uab=解:（1）E=BLv=2.4VRBrPMNaQbvIR=1.6V（3）Uab=（2）I=E/(R+r)=8AE=2.4V3.转动切割：×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

××abL0rωabv四、导体切割的电动势1.大小：（V⊥B）（V⊥杆）E=BLV2.方向：由等效电源的负极流向正极方向：b→a【典例5】如图长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差？哪点电势高？ωAOv0点电势高【典例6】(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ABF安通电导体棒在磁场中受安培力运动时切割磁感线会产生一个反向电压，干电池要拿一部分电压抵消这个反向电压，才能产生持续的电流，让棒持续运动。ab光滑水平导轨×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

××II感+-思考：通电导体棒放在磁场中会发生什么情况？会，与输入的电压相反这就是我们以前说的机械电压思考：电动机线圈在磁场中转动也会产生相反的感应电动势吗?3.转动切割：四、导体切割的电动势1.大小：（V⊥B）（V⊥杆）E=BLV2.方向：由等效电源的负极流向正极4.反电动势：电动机转动时产生的E感电动机停止转动,就没有反电动势,电源电压全部给了导线。线圈中电流会很大，电动机会烧毁，要立即切断电源,进行检查.削弱电源产生的电流，阻碍线圈的转动.

【典例7】下列说法正确的是（

）A.电动机转动时，线圈中会产生反电动势，若断电后，线圈会由于反电动势的存在而反向转动。B.当线圈减速转动时，也存在反电动势。C.随着科技的进步，也会使反电动势的作用变成线圈转动的动力。D.反向电动势有可能大于原有电源电动势B《思维导图·电势能和电势》课堂小结法拉第电磁感应定律感应电动势实验探究法拉第电磁感应定律切割电动势

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。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势导线切割磁感线时的感应电动势

巩固提高C

C巩固提高

巩固提高C

C【练习4】如图所示，半径为L的导电圆环（电阻不计）绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以角速度ω逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OA、OB、OC，辐条互成120°角。在圆环圆心角∠MON＝120°的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆环的边缘通过电