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14张ppt）
文档属性
| 名称 | 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14张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-06 20:00:20 | ||
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文档简介
(共14张PPT)
第二节 法拉第电磁感应定律
第二章 电磁感应
【温故知新】
1.什么叫电磁感应现象？
利用＿＿产生电流的现象叫做电磁感应现象。
2.产生感应电流的条件是什么？
回路要＿＿，回路的＿＿＿发生变化。
3.比较甲、乙两电路在本质上的异同？
磁场
闭合
磁通量
甲
N
S
G
乙
产生电动势的那部分导体相当于电源
在电磁感应中产生的电动势称为＿＿＿＿＿。
感应电动势
一、影响感应电动势大小的因素
1.实验探究：如图所示，将螺线管用导线与
电表连接，依次用 1 根条形磁铁快速插入或拔出
螺线管、用 2 根条形磁铁分别快速和慢速插入或
拔出螺线管，将实验结果填入表中。
2.实验结论：感应电动势的大小与＿＿＿＿＿＿＿＿有关。
较小
较大
较大
较大
很大
较小
较大
很大
较小
磁通量变化快慢
二、法拉第电磁感应定律
1.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_______成正比；
2.表达式：E=＿＿＿=＿＿，
E=＿＿＿。
【说明】①ΔΦ取绝对值，不涉及正负；②E为平均值，方向另行判断。
(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＝＿＿＿＿＿＿＿＿。
3.单位：在国际单位制中，E的单位是＿＿＿， Φ的单位是＿＿＿。
变化率
(用国际单位时，k=1)
(n为线圈匝数)
伏特V
韦伯Wb
三、导线切割磁感线时的感应电动势
如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有相距为L的两平行金属导轨ae和df。ad间串联一电流计，两导轨所在平面与磁感线垂直。导线bc放在导轨上，与两导轨垂直，此时电流计、金属导轨与导线构成一个闭合回路。设导线bc以速度v向右运动，
在Δt时间内，由原来的位置bc移到b'c’。
在这过程中，闭合回路的面积变化量为
穿过回路的磁通量的变化为
产生的感应电动势为
ΔS=LvΔt
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
（v是相对于磁场的速度）
三、导线切割磁感线时的感应电动势
如果导线的运动方向与磁感线方向不垂直，把速度矢量进行分解，
产生感应电动势的有效速度为
产生的感应电动势的大小为
【说明】
①当B∥v时， E=0，当B⊥v时， E=BLv；
②导线的长度L应为有效长度；
③速度v为平均值(瞬时值)， E就为平均值(瞬时值)。
平均电动势
Δt→0
瞬时电动势
v若为平均速度，E为平均电动势
感应电动势的表述与分类
v若为瞬时速度，E为瞬时电动势
(θ为v与B夹角)
表述
分类
感生电动势
动生电动势
【课堂小结】
【课堂练习】
1.关于电磁感应，下述说法中正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零
C.穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大
D.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D
【课堂练习】
2.(多选)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，则线圈( )
A. 在0时刻感应电动势最大
B.在D时刻感应电动势为零
C.在D时刻感应电动势最大
D.在0到D时间内平均感应电动势为0.4V
ABD
Φ/10-2Wb
t/s
A
B
D
0
1
2
0.1
【课堂练习】
3.一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T，则线圈中的感应电动势是＿＿V。
4.有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1~ t2时间内金属环中产生的感应电动势 V，通过金属环的电流 A，
通过金属环的电荷量为____C。
1.6
0.01
0.01
0.1
【课堂练习】
5.半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度v向右匀速运动时，求半圆形导线产生的感应电动势E。
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
Ｏ
R
E = B·2R·v=2BRv
有效长度---弯曲导线在垂直速度方向上的投影长度
解：
半圆形导线产生的感应电动势
【课堂练习】
6.如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势 E。
a
b
θ
v
E=BL(vsinθ)
E=B(Lsinθ)v
有效速度---速度在垂直导线方向上的分速度
有效长度---导线在垂直速度方向上的投影长度
解：金属棒ab产生的感应电动势 E
另解：
=BLvsinθ
=BLvsinθ
【课堂练习】
7.矩形线圈在匀强磁场中绕 OO 轴转动时，线圈中的感应电动势随周期性变化。设线圈的两个边长分别为 L1 和 L2 ，转动角速度为 ω ，磁场的磁感应强度为 B。试证明：在图示的位置时，线圈中的感应电动势为 E = BSω ，式中 S = L1 L2 ，为线圈的面积。
证明：
E=BL2v
则有 E=BL2L1ω = BSω
在图示的位置时，电动势为
而 v=ωL1
【课堂练习】
8.如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径rA=2rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。
(1)A、B线圈中产生的感应电动势之比EA:EB是多少
(2)两线圈中感应电流之比IA:IB是多少
解：
(1)由法拉第电磁感应定律，有
由于n、 相同，
则
(2)根据电阻定律，线圈的电阻为
由于ρ、n、S 相同，
则两线圈的电阻之比为
线圈中的感应电流为
则
第二节 法拉第电磁感应定律
第二章 电磁感应
【温故知新】
1.什么叫电磁感应现象？
利用＿＿产生电流的现象叫做电磁感应现象。
2.产生感应电流的条件是什么？
回路要＿＿，回路的＿＿＿发生变化。
3.比较甲、乙两电路在本质上的异同？
磁场
闭合
磁通量
甲
N
S
G
乙
产生电动势的那部分导体相当于电源
在电磁感应中产生的电动势称为＿＿＿＿＿。
感应电动势
一、影响感应电动势大小的因素
1.实验探究：如图所示，将螺线管用导线与
电表连接，依次用 1 根条形磁铁快速插入或拔出
螺线管、用 2 根条形磁铁分别快速和慢速插入或
拔出螺线管，将实验结果填入表中。
2.实验结论：感应电动势的大小与＿＿＿＿＿＿＿＿有关。
较小
较大
较大
较大
很大
较小
较大
很大
较小
磁通量变化快慢
二、法拉第电磁感应定律
1.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_______成正比；
2.表达式：E=＿＿＿=＿＿，
E=＿＿＿。
【说明】①ΔΦ取绝对值，不涉及正负；②E为平均值，方向另行判断。
(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＝＿＿＿＿＿＿＿＿。
3.单位：在国际单位制中，E的单位是＿＿＿， Φ的单位是＿＿＿。
变化率
(用国际单位时，k=1)
(n为线圈匝数)
伏特V
韦伯Wb
三、导线切割磁感线时的感应电动势
如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有相距为L的两平行金属导轨ae和df。ad间串联一电流计，两导轨所在平面与磁感线垂直。导线bc放在导轨上，与两导轨垂直，此时电流计、金属导轨与导线构成一个闭合回路。设导线bc以速度v向右运动，
在Δt时间内，由原来的位置bc移到b'c’。
在这过程中，闭合回路的面积变化量为
穿过回路的磁通量的变化为
产生的感应电动势为
ΔS=LvΔt
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
（v是相对于磁场的速度）
三、导线切割磁感线时的感应电动势
如果导线的运动方向与磁感线方向不垂直，把速度矢量进行分解，
产生感应电动势的有效速度为
产生的感应电动势的大小为
【说明】
①当B∥v时， E=0，当B⊥v时， E=BLv；
②导线的长度L应为有效长度；
③速度v为平均值(瞬时值)， E就为平均值(瞬时值)。
平均电动势
Δt→0
瞬时电动势
v若为平均速度，E为平均电动势
感应电动势的表述与分类
v若为瞬时速度，E为瞬时电动势
(θ为v与B夹角)
表述
分类
感生电动势
动生电动势
【课堂小结】
【课堂练习】
1.关于电磁感应，下述说法中正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零
C.穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大
D.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D
【课堂练习】
2.(多选)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，则线圈( )
A. 在0时刻感应电动势最大
B.在D时刻感应电动势为零
C.在D时刻感应电动势最大
D.在0到D时间内平均感应电动势为0.4V
ABD
Φ/10-2Wb
t/s
A
B
D
0
1
2
0.1
【课堂练习】
3.一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T，则线圈中的感应电动势是＿＿V。
4.有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1~ t2时间内金属环中产生的感应电动势 V，通过金属环的电流 A，
通过金属环的电荷量为____C。
1.6
0.01
0.01
0.1
【课堂练习】
5.半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度v向右匀速运动时，求半圆形导线产生的感应电动势E。
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
Ｏ
R
E = B·2R·v=2BRv
有效长度---弯曲导线在垂直速度方向上的投影长度
解：
半圆形导线产生的感应电动势
【课堂练习】
6.如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势 E。
a
b
θ
v
E=BL(vsinθ)
E=B(Lsinθ)v
有效速度---速度在垂直导线方向上的分速度
有效长度---导线在垂直速度方向上的投影长度
解：金属棒ab产生的感应电动势 E
另解：
=BLvsinθ
=BLvsinθ
【课堂练习】
7.矩形线圈在匀强磁场中绕 OO 轴转动时，线圈中的感应电动势随周期性变化。设线圈的两个边长分别为 L1 和 L2 ，转动角速度为 ω ，磁场的磁感应强度为 B。试证明：在图示的位置时，线圈中的感应电动势为 E = BSω ，式中 S = L1 L2 ，为线圈的面积。
证明：
E=BL2v
则有 E=BL2L1ω = BSω
在图示的位置时，电动势为
而 v=ωL1
【课堂练习】
8.如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径rA=2rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。
(1)A、B线圈中产生的感应电动势之比EA:EB是多少
(2)两线圈中感应电流之比IA:IB是多少
解：
(1)由法拉第电磁感应定律，有
由于n、 相同，
则
(2)根据电阻定律，线圈的电阻为
由于ρ、n、S 相同，
则两线圈的电阻之比为
线圈中的感应电流为
则