高中物理人教版（2019）选择性必修第二册2.2法拉第电磁感应定律（共19张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版（2019）选择性必修第二册2.2法拉第电磁感应定律（共19张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 856.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-27 17:08:10 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
第二章 电磁感应
2.2 法拉第电磁感应定律
选择性必修第二册
【学习目标】
1.通过电动势的概念分析,知道感应电动势的概念。(物理观念)
2.理解法拉第电磁感应定律的内容。(物理观念)
3.会计算导体切割磁感线时的感应电动势。(科学思维)
4.能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。(科学思维)
【情境探究】
如图所示,将条形磁铁从同一高度插入线圈的实验中。
(1)快速插入和缓慢插入时磁通量的变化量ΔΦ相同吗 指针偏转角度相同吗
(2)指针偏转角度取决于什么
要点提示 (1)磁通量的变化量相同,但磁通量变化的快慢不同,快速插入比缓慢
插入时指针偏转角度大。(2)指针偏转角度大小取决于 的大小。
一、法拉第电磁感应
1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势被称为感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
2.感应电动势产生条件：穿过回路的 磁通量 发生变化，与电路是否闭合 无关 。
一、感应电动势
1.磁通量的变化率
磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢,用 表示,其中ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示发生磁通量变化所用的时间。
2.内容:电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
3.单位使用国际单位制时,电磁感应定律公式:E= 。若闭合电路是一个匝数为n的线圈,则E= 。
4.在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,感应电动势的单位是伏特。
想一想感应电动势和磁通量都和线圈的匝数成正比吗
提示 感应电动势的大小和线圈匝数成正比,但磁通量和线圈的匝数无关。
二、法拉第电磁感应定律
知识归纳 Φ ΔΦ 的比较
比较 项目 磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率
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的变化量 穿过某个面的磁通量变化的快慢
大小计算
注意事项
磁通量为标量，但有正负之分
计算时注意磁通量的正负
在 图像中，可用斜率表示
例1.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )
答案 B
三、导线切割磁感线时的感应电动势
[情境导学1]当B、l、v两两垂直时
如图所示，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面跟磁感线垂直。试计算导体棒MN切割磁感线时的感应电动势。
【问题探究】
(1)在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到N1M1，面积的变化量为ΔS＝____。
(2)穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ＝____________。
lvΔt
BΔS＝BlvΔt
【问题探究】
(3)感应电动势大小为多少？
由法拉第电磁感应定律知
[情境导学2]导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为θ时，感应电动势的大小
想一想如图所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差多大
提示 公式E=Blv中的l为导体切割磁感线的有效长度,也就是与磁感应强度B和速度v垂直的长度,因此该金属弯杆的有效长度为Lsin θ,故感应电动势大小为BLvsin θ。
例2.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增大为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为( )
A.c→a,2∶1 B.a→c,2∶1
C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶2
答案 C
【知识归纳】
1.当B、l、v三个物理量方向相互垂直时,E=Blv;当有任意两个量的方向平行时,E=0。
2.式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度。若切割磁感线的导线是弯曲的,则应取其与B和v方向都垂直的等效线段长度来计算。如图中线段ab的长即为导线切割磁感线的有效长度。
两端点连线长度
例3.在如图所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是( )
A.乙和丁
B.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁
D.只有乙
答案 B
如图所示,长为l的导体棒ab以a为圆心,以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,其感应电动势大小。
四、导体棒转动切割磁感线时的感应电动势
例4.如图所示,一个半径为r的铜盘,在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO'匀速转动,磁场方向与盘面垂直,在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷。设整个回路电阻为R,当铜盘匀速转动角速度为ω时,通过电阻的电流为 。
答案
例5..如图所示,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为
答案 B
小 结
第二章 电磁感应
2.2 法拉第电磁感应定律
选择性必修第二册
【学习目标】
1.通过电动势的概念分析,知道感应电动势的概念。(物理观念)
2.理解法拉第电磁感应定律的内容。(物理观念)
3.会计算导体切割磁感线时的感应电动势。(科学思维)
4.能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。(科学思维)
【情境探究】
如图所示,将条形磁铁从同一高度插入线圈的实验中。
(1)快速插入和缓慢插入时磁通量的变化量ΔΦ相同吗 指针偏转角度相同吗
(2)指针偏转角度取决于什么
要点提示 (1)磁通量的变化量相同,但磁通量变化的快慢不同,快速插入比缓慢
插入时指针偏转角度大。(2)指针偏转角度大小取决于 的大小。
一、法拉第电磁感应
1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势被称为感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
2.感应电动势产生条件：穿过回路的 磁通量 发生变化，与电路是否闭合 无关 。
一、感应电动势
1.磁通量的变化率
磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢,用 表示,其中ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示发生磁通量变化所用的时间。
2.内容:电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
3.单位使用国际单位制时,电磁感应定律公式:E= 。若闭合电路是一个匝数为n的线圈,则E= 。
4.在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,感应电动势的单位是伏特。
想一想感应电动势和磁通量都和线圈的匝数成正比吗
提示 感应电动势的大小和线圈匝数成正比,但磁通量和线圈的匝数无关。
二、法拉第电磁感应定律
知识归纳 Φ ΔΦ 的比较
比较 项目 磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率
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的变化量 穿过某个面的磁通量变化的快慢
大小计算
注意事项
磁通量为标量，但有正负之分
计算时注意磁通量的正负
在 图像中，可用斜率表示
例1.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )
答案 B
三、导线切割磁感线时的感应电动势
[情境导学1]当B、l、v两两垂直时
如图所示，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面跟磁感线垂直。试计算导体棒MN切割磁感线时的感应电动势。
【问题探究】
(1)在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到N1M1，面积的变化量为ΔS＝____。
(2)穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ＝____________。
lvΔt
BΔS＝BlvΔt
【问题探究】
(3)感应电动势大小为多少？
由法拉第电磁感应定律知
[情境导学2]导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为θ时，感应电动势的大小
想一想如图所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差多大
提示 公式E=Blv中的l为导体切割磁感线的有效长度,也就是与磁感应强度B和速度v垂直的长度,因此该金属弯杆的有效长度为Lsin θ,故感应电动势大小为BLvsin θ。
例2.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增大为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为( )
A.c→a,2∶1 B.a→c,2∶1
C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶2
答案 C
【知识归纳】
1.当B、l、v三个物理量方向相互垂直时,E=Blv;当有任意两个量的方向平行时,E=0。
2.式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度。若切割磁感线的导线是弯曲的,则应取其与B和v方向都垂直的等效线段长度来计算。如图中线段ab的长即为导线切割磁感线的有效长度。
两端点连线长度
例3.在如图所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是( )
A.乙和丁
B.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁
D.只有乙
答案 B
如图所示,长为l的导体棒ab以a为圆心,以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,其感应电动势大小。
四、导体棒转动切割磁感线时的感应电动势
例4.如图所示,一个半径为r的铜盘,在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO'匀速转动,磁场方向与盘面垂直,在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷。设整个回路电阻为R,当铜盘匀速转动角速度为ω时,通过电阻的电流为 。
答案
例5..如图所示,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为
答案 B
小 结