法拉第电磁感应定律+高二下学期物理教科版选择性必修第二册

第二章电磁感应及其应用2法拉第电磁感应定律Highschoolphysics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解答有关问题知道什么是感应电动势0201重点掌握导线切割磁感线产生的感应电动势03重难点01电磁感应定律+GNS1.在普通电路中，有持续电流产生的条件是什么？2.在电磁感应现象中，有感应电流产生的条件是什么？1.闭合回路2.有电源(有电动势，维持电压)1.闭合回路2.磁通量发生变化甲NSG乙

既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。感应电动势+GNS2.产生感应电动势条件：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感应电动势和感应电流之间存在什么关系？①产生感应电动势不一定有感应电流②产生感应电流一定有感应电动势+GNS说明：相比于感应电流，感应电动势更能体现电磁感应的本质。对于同一个闭合回路，由于回路的电阻保持不变，因此感应电流与感应电动势成正比，我们往往通过测量感应电流的大小间接地了解感应电动势的大小请同学们观察并感受猜想感应电流大小的影响因素条形磁铁穿插螺线管Φ

变化的快慢不同Φ

都发生了变化都产生了E(I)产生的E(I)大小不等磁通量变化越快，感应电动势越大。

磁通量的变化快慢越大?从条件上看从结果上看相同不同问题:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?磁通量的变化率

探究影响感应电流大小的因素01.高中物理选择性必修第二册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。线圈有n匝2、公式:3、注意：公式中ΔΦ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向由楞次定律和安培定则判断。法拉第电磁感应定律4、此公式求的是Δt时间内的平均感应电动势；当Δt趋近于0时，为瞬时电动势。单位：韦伯(Wb)单位：秒(s)单位：伏特(V)1.如图甲所示，有一个圆形线圈，匝数n＝1000匝，面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，其余电阻不计，把线圈放入一方向垂直于线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的规律如图乙所示(规定垂直线圈平面向里为磁感应强度的正方向)，求：(1)前4s内的感应电动势的大小以及通过电阻R的电流方向；(2)前5s内的平均感应电动势。答案

(1)1V自下而上

(2)0

拓展

(1)0~4s内感应电动势E1及4~6s内感应电动势E2的大小关系为

；

(2)t＝6s时，穿过线圈的磁通量_______，线圈中的感应电动势________(均选填“等于零”或“不等于零”)。

E1<E2等于零不等于零(2024·眉山市高二检测)穿过闭合回路的磁通量Φ－t图像分别如图①~④。关于回路中感应电动势正确的是A.图①中回路产生的感应电动势恒定不变B.图②中回路产生的感应电动势一直在变大C.图③中回路在0~t1时间内产生的感应电动势等于在t1~t2时间内产生的感

应电动势D.图④中回路产生的感应电动势先变小后变大√

磁通量Φ(Φ＝BS)磁通量的变化量ΔΦ(ΔΦ＝Φ2－Φ1)物理意义某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数在某一过程中，穿过某个面的磁通量变化的多少穿过某个面的磁通量变化的快慢

有效面积

Φ/Wbt/s123012546Φ/Wbt/s123012546ω02导线切割磁感线的感应电动势部分导体切割磁感线导体切割磁感线运动时，感应电动势跟哪些因素有关呢？×

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Gabv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，求产生的感应电动势？ab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B、L、v两两垂直时v2v1θvB若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)θ为v与B夹角【注意】1.若v//B，则E=02.L为有效长度3.当v为平均速度时，E为平均电动势；

当v为瞬时速度时，E为瞬时电动势×

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××L甲中的有效切割长度为：L＝cdsinθ；乙中的有效切割长度为：L＝MN；丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，

注意：E＝BLv与F安＝BIL中长度的区别对L的理解1.连接初点末点作直线2.再作初末点直线在垂直于速度方向投影，即为有效长度L＝

R对有效长度L的理解

沿v2的方向运动时，L＝R在图2-2-2中，设匀强磁场的磁感应强度B=0.20T，光滑导轨的宽度L=0.30m，导体棒ab电阻R=0.50Ω(其余电阻不计)，向右匀速运动的速度v=5.0m/s，求：(1)感应电动势的大小；(2)感应电流的大小；(3)使导体棒ab保持向右匀速运动所需施加的外力大小和方向；(4)外力做功的功率；(5)感应电流的功率。(1)导体棒运动的过程中，由法拉第电磁感应定律得，导体棒产生的感应电动势解：E=BLv

=0.20×0.30×5.0V=0.30VB=0.20TL=0.30mab电阻R

=0.50Ωv=5.0m/s(2)由闭合电路欧姆定律知，回路中的感应电流(3)因为导体棒匀速运动，外力与安培力平衡，所以外力大小为

F=ILB=0.60×0.30×0.20N=0.036N，方向向右(4)外力做功的功率P外

=F=0.036×5.0W=0.18W(5)感应电流做功的功率P电

=I2R=0.602×0.50W=0.18W想一想，为什么外力做功的功率P外会等于感应电流做功的功率P电？若改变题中条件，能使这两个功率不相等吗？2.(2024·南充市高二检测)如图所示，两根相距为L且水平放置的平行光滑金属直导轨ab、cd，b、d间接有一定值电阻R，导轨电阻忽略不计。MN为放在ab和cd上的一长度也为L的金属棒，与ab垂直，其电阻为r。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，现对MN施力使它沿导轨以速度v向右匀速运动。求：(1)金属棒产生的感应电动势的大小；(2)使金属棒MN保持向右匀速运动所需施加的沿速度v方向的外力大小。

03导体棒转动切割时的感应电动势

如图所示，长为l的铜棒ab在垂直于匀强磁场的平面上绕a点以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度大小为B，求铜棒中感应电动势的大小。

vb距a点的距离rOlvωl法二:法一:导体棒转动切割磁感线时的感应电动势相对位置转轴位置端点中点任意位置导体棒ab长为l，垂直于匀强磁场(磁感应强度为B)，转动平面也垂直于磁场方向(转动角速度为ω)

Eab＝0

3.(2024·成都市高二检测)1831年10月28日，法拉第展示人类历史上第一台发电机圆盘发电机，如图为法拉第圆盘发电机的示意图，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，圆盘以角速度ω顺时针旋转(从上往下看)，则A.圆盘转动过程中电流沿b到a的方向流过电阻RB.圆盘转动过程中Q点电势比P点电势低C.若圆盘转动的角速度变为原来的3倍，