法拉第电磁感应定律+高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第二章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律（1）NSG乙S情境与思考①闭合电路利用磁场产生电流的现象思考1：什么叫电磁感应现象？思考2：产生感应电流的条件是什么？②磁通量变化思考3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同？相同点：两电路都有电流思考：感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？不同点：甲中有电池（电源）乙中有螺线管（相当于电源）甲SG→感应电动势磁铁线圈二极管小灯泡PVC管每层线圈110匝⑤线圈匝数一、猜想感应电动势的大小跟这些因素有关：①磁场强弱②运动速度③磁通量大小④磁通量的变化率G－＋+SNSN⑤磁通量的变化率一、猜想感应电动势的大小跟这些因素有关：①磁场强弱②运动速度③线圈匝数④磁通量大小二、实验探究：实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。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。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。OΦtPΦ1t1.内容：

电磁感应定律2.表达式：当线圈匝数为n时：思考1：如果Φ大，E一定大？思考2：如果∆Φ大，E一定大？NO！NO！感应电动势的大小由线圈的匝数、穿过线圈的磁通量的变化量、磁通量变化所用的时间共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系！思考3：单匝线圈的Φ-t图像如图：OΦtPΦ3tΦ2②P点的电动势？①t时间内的电动势？②P点的电动势？①t时间内的电动势？物理意义与电磁感应关系磁通量Ф（状态量）磁通量变化量∆Ф（过程量）1.内容：

电磁感应定律2.表达式：

当线圈匝数为n时：

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的条件穿过回路的磁通量变化的快慢决定感应电动势的大小1.内容：

电磁感应定律2.表达式：

当线圈匝数为n时：

3.三种变化情况：②磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ=

B·ΔS，则③磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，ΔΦ=

Φ末

-Φ初，则

①磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ=ΔB·S，则

例1.有一个1000匝的线圈，在0.4s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。200V如果线圈的电阻是10Ω，把一个电阻为990Ω的电热器接在它的两端，通过电热器的电流是多大？1min产生的热量是多少？0.2A；2376Jt/sΦ/10-2Wbt1O12t2t30.11.内容：

电磁感应定律2.表达式：

当线圈匝数为n时：

3.三种变化情况：③磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，ΔΦ=

Φ末

-Φ初，则

例2.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t3时刻感应电动势为零C.线圈中t3时刻感应电动势最大D.线圈中0到t3时间内平均感应电动势为0.4VABD

②磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ=

B·ΔS，则

①磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ=ΔB·S，则

第二章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律（2）导线切割磁感线时的感应电动势1.导体垂直切磁感线：动生电动势：由于导体运动而产生的电动势2.导体斜切磁感线：若v//B：E=0（无切割）即导棒在单位时间内切割的磁感线条数如图所示闭合线圈一部分导体MN处于匀强磁场中，磁感应强度是B，两平行导轨间距为l，若ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？（θ为v与B夹角）导线切割磁感线时的感应电动势

1.导体垂直切磁感线：动生电动势：由于导体运动而产生的电动势

2.导体斜切磁感线：若v//B：

E=0（无切割）lBv思考：如图所示，l在哪里？l为切割磁感线的有效长度（θ为v与B夹角）导线切割磁感线时的感应电动势

1.导体垂直切磁感线：动生电动势：由于导体运动而产生的电动势

2.导体斜切磁感线：若v//B：

E=0（无切割）（l为有效长度）（θ为v与B夹角）例1.求下面图示情况下，a、b、c、d三段导体两端的感应电动势各为多大？均为E=Blv导线切割磁感线时的感应电动势

1.导体垂直切磁感线：动生电动势：由于导体运动而产生的电动势

2.导体斜切磁感线：若v//B：

E=0（无切割）（l为有效长度）（θ为v与B夹角）例2.如图，水平面上有两根相距l=0.5m的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻不计，在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻，导体棒长ab=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.4T。现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。（1）ab中的电流多大？ab两点间的电压多大？（2）维持ab做匀速运动的外力多大？（3）ab向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？

3.导体转动切割磁感线时：0.5A；1.5VRBrPMNaQbv0.1N0.1J0.1J导线切割磁感线时的感应电动势

1.导体垂直切磁感线：动生电动势：由于导体运动而产生的电动势

2.导体斜切磁感线：若v//B：

E=0（无切割）（l为有效长度）（θ为v与B夹角）思考：如图导体棒CD以速度v开始在匀强磁场中匀速运动。自由电荷受洛伦兹力，自由电荷相对于纸面向哪个方向运动？(假设导体棒中的自由电荷是正电荷)根据左手定则可知正电荷由D向C运动导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？导体棒哪段的电势比较高？不会，因为C、D两端聚集异种电荷形成电场，电荷受到的电场力与洛伦兹力相反，当电场力与洛伦兹力大小相等时，自由电荷不再定向运动。C端B导线切割磁感线时的感应电动势

1.导体垂直切磁感线：动生电动势：由于导体运动而产生的电动势

2.导体斜切磁感线：若v//B：

E=0（无切割）（l为有效长度）（θ为v与B夹角）思考：导体棒在磁场中转动时，长为l的导体棒OA以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势为多大？ωAOA'3.导体转动切割磁感线时：导线切割磁感线时的感应电动势

1.导体垂直切磁感线：动生电动势：由于导体运动而产生的电动势

2.导体斜切磁感线：若v//B：

E=0（无切割）（l为有效长度）（θ为v与B夹角）例3.在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线框，边长ab=l1，bc=l2线框绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。求:（1）线圈转过1/4周过程中的平均感应电动势；（2）线圈转过1/2周过程中的平均感应