2.2法拉第电磁感应定律课件（18张PPT）

(共18张PPT)
第二章 电磁感应
第2节 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？
请你猜想一下
猜想感应电流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.磁场方向与导体运动方向
5.磁通量大小
6.磁通量的变化率
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。
感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势。产生电动势的那部分导体，相当于电源。
1. 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率 ΔΦ/Δ t 成正比。
一、电磁感应定律：
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.
当线圈为n匝时
2.法拉第电磁感应定律的理解
(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系．
(2)磁通量的变化率对应Φ t图线上某点切线的斜率．
o
Φ
t
(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则
(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则
(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，
则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初
应用法拉第电磁感应定律的三种情况
例题1
一个单匝矩形线圈，在△t= 0.1s的时间内穿过它的磁通量由 增加到 ， 则线圈中磁通量的变化量 =______Wb，线圈中的感应电动势E=_______V。
0.05 0.5
例题2.如图所示，L是用绝缘导线绕制的螺线管，匝数为1000，由于截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在内把磁铁的一极插入线管，紧接着内又穿出螺线管，这两段时间里穿过每匝线圈磁通量的变化量大小均为 ，线圈和电流表总电阻是 ，下列选项正确的是（　　）
【答案】ACD
A．插入过程螺线管产生的感应电动势为
B．从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示顺时针方向
C．穿出过程中，螺线管中电流大小为
D．插入和穿出过程螺线管中电流方向相反
二、导体切割磁感线运动时的感应电动势
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
（θ为v与B夹角）
若v//B：E=0（无切割）
例题3
一根直导线长为0.1m，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动，则下列关于直导线中产生的感应电动势的说法正确的是（　　）
A．—定为0.1V B．可能为0 C．可能为0.01V D．最大值为0.1V
BCD
3.导体转动切割磁感线
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匀速转动产生感应电动势
ω
A
O
A'
1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（如图甲所示）．它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机．如图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触．使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法中正确的是
A．铜片C的电势高于铜片D的电势
B．若铜盘转速增大为原来的2倍，则R的电功率也将增大为原来的2倍
C．若铜盘半径减小为原来的一半，则感应电动势也变为原来的一半
D．若所加的匀强磁场垂直穿过整个圆盘，铜盘匀速转动时电阻R上仍将有电流通过
例
题
4
D
如图导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷受洛伦兹力，自由电荷相当于纸面向哪个方向运动？（认为导体棒中的自由电荷是正电荷）
导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪段的电势比较高？
如图甲所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=2Ω，电阻R=4Ω，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　）
A．电阻R中的电流方向是从A到C B．感应电流的大小保持不变
C．电阻R两端的电压为4V D．C点的电势为6V
【答案】BC
练习1
如图所示，把正方形线框abcd从磁感应强度为B的匀强磁场中匀速拉出，速度方向与ad边垂直向左，速度的大小为v，线圈的边长为l，线圈的总电阻为R，线圈中的电流为I，则线圈在运动过程中，d、a两点间的电势差为（　　）
AC
练习2
谢谢！