法拉第电磁感应定律-高二-物理-课件

第二章

电磁感应第2节

法拉第电磁感应定律隋莹莹孙吴县第一中学

教学目标1.通过实验，理解法拉第电磁感应定律。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.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。目录01感应电动势02法拉第电磁感应定律03导线切割磁感线时的感应电动势04巩固提升PART01感应电动势一、感应电动势（E）NM螺线管相当为电源定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势说明①电路闭合时②电路断开时（1）产生感应电动势的那部分导体相当于电源NSG有感应电动势，有感应电流。有感应电动势，但无感应电流。（3）电磁感应现象（感应电流）的实质：V（2）条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势,

与电路是否闭合无关。I产生了感应电动势电磁感应现象（感应电流）的实质：产生了感应电动势总结：感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路中磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是否无关。感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？PART02

法拉第电磁感应定律穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。感应电流的大小跟哪些因素有关？磁铁相对于线圈运动得越快电流计指针偏转角度越大感应电流越大课堂引入二、法拉第电磁感应定律探究：感应电流大小与哪些因素有关玻璃管实验装置强磁铁线圈灵敏电流计

实验装置如图所示，线圈的两端与灵敏电流计相连。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,记录灵敏电流计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。二、法拉第电磁感应定律探究1、感应电流大小与相同时间内磁感应强度变化大小的关系线圈匝数：200下落高度：30厘米磁铁个数指针指示值1个152个31

探究2、感应电流大小与磁铁运动速度的关系线圈匝数：200磁铁个数：2个下落高度指针指示值10cm2040cm40二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律探究点3、感应电流大小与线圈匝数的关系下落高度：30厘米磁铁个数：2个线圈匝数指针指示值100200

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年先后指出电磁感应的规律。通过该演示实验，感应电流的大小与磁通量变化的快慢（磁通量的变化率）有关。总结：定量关系？1531二、法拉第电磁感应定律（一匝线圈）（n匝线圈）当电动势单位为V,磁通量单位为Wb，时间单位为s时，k的取值为1。2、公式：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。【说明】E为平均值，感应电动势的正负极另行判断。

(1)当ΔΦ仅由B的变化引起时，则E＝＿；(2)当ΔΦ仅由S的变化引起时，则E＝＿；(3)当ΔΦ仅由B、S的变化同时引起时，则E＝＿。Δt→0瞬时电动势表示磁通量变化的快慢3、理解：Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义二、法拉第电磁感应定律在Φ-t图像中可用斜率表示

PART03

导线切割磁感线时的感应电动势导线切割磁感线时的感应电动势三、导体切割磁感线时的感应电动势导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，其中B、L、v两两垂直，求产生的感应电动势。分析：回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔtv是相对于磁场的速度适用条件：匀强磁场中，导线L、B、v相互垂直时①导体垂直切割磁感线思考：②导体斜割磁感线对切割有贡献．对切割无贡献．所以：得：导线切割磁感线时的感应电动势三、导线切割磁感线时的感应电动势三、导线切割磁感线时的感应电动势注意：L为切割的有效长度问题1、表达式：总结（匀强磁场，其中θ为v与B夹角）①直导线运动方向和磁感线平行时,E=0②直导线运动方向和磁感线垂直时,且运动方向与直导线垂直,E=BLv2、速度v为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值)。导线垂直于运动方向上的投影E=BLv三、导线切割磁感线时的感应电动势

如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。以O为圆心顺时针以角速度ω转动，求导体棒旋转切割磁感线时产生的E。由于棒上各点的速度随着距离O点的距离均匀变化，所以可以用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。右手定则：φA>φO思考：导体转动切割磁感线变式：圆盘切割磁感线三、导线切割磁感线时的感应电动势为讨论方便设自由电荷为正电荷×××B×××××××××××××××××v1F1=qv1Bv2F2=qv2B－－＋＋F洛v思考与讨论1.导体棒以V1向右运动时，洛伦兹力F1什么方向？3.以V2向上运动受不受洛伦兹力？2.正电荷向什么方向运动？动生电动势F1=qv1B向上正电荷除了向右运动，还要向上运动受洛伦兹力F2=qv2B，向左4.F1、F2各做什么功？F1做正功，F2做负功，做功代数和为零三、导线切割磁感线时的感应电动势思考与讨论5.能量是怎样转化的呢？洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。即外力克服洛伦兹力的一个分量F2所做的功，通过另一个分量F1转化为感应电流的能量。4.非静电力与洛伦兹力有关吗？动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。CD棒相当于电源，C端电势高，相当于电源的正极四、课堂小结PART04

巩固提升1．（法拉第电磁感应定律）如图甲所示，闭合圆形线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．0-1s内线圈中的感应电流逐渐增大，2-4s内感应电流逐渐减小B．第4s末的感应电动势不为0C．0-1s内与2-4s内的感应电流相等D．0-1s内感应电流方向为顺时针方向2．（动生电动势）如图所示，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，让长为0.2m的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右移动，此时感应电动势大小为E。如果R1=6Ω，R2=3Ω，其余部分电阻不计，则通过ab的电流大小为I。则E和I分别是多少（）A．E=0.48V B．E=4.8VC．I=2.4A D．I=0.24A3（法拉第电磁感应定律）如图甲，1000匝的线圈（图中仅画出其中1匝）两端与一个的电阻

相连，线圈面积

、电阻

。线圈中的磁感应强度按图乙所示规律变化，取垂直纸面向里为正方向。求：（1）0~3s内，回路中的感应电动势E的大小（2）0~3s内，通过电阻R的感

应电流方向；（3）时，电阻R两端的电压U。4（动生电动势）如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距l=0.50m，左端接一电阻