2.2 法拉第电磁感应定律 课件 (共15张PPT)高二下学期物理人教版（2109）选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 2.2 法拉第电磁感应定律 课件 (共15张PPT)高二下学期物理人教版（2109）选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-27 18:54:15 | ||
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文档简介
(共15张PPT)
§2.2 法拉第电磁感应定律
— 感应电动势的大小
==新课标物理选修二==：
第2章：《电磁感应》
2、感应电动势 E感：
产生感应电动势的那部分导体就相当于一个电源
产生条件：
穿过电路的磁通量发生变化
思考：下面闭合电路中内
哪一部分产生电动势，即
哪一部分相当于电源？
甲
乙
丁
1、电动势E 的方向：
规定为内电路的电流方向
（负极→正极）
Φ变化
产生E
产生I
总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大
问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
观察实验，分析并思考
问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
Φ变化的快慢不同
Φ都发生了变化
都产生了I
产生的I大小不等
问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？
磁通量变化越快，感应电动势越大。
磁通量变化快慢？
观察实验，分析并思考
从条件上看
从结果上看
相同
不同
3、法拉第电磁感应定律：
数学表达式：
（n—线圈的匝数）
在匀强磁场中，当S⊥B时：
若S不变，B变化，则
若B不变， S变化，则
内容:
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。
— 感应电动势的大小
其中：
磁通量变化
（反映磁通量变化快慢）
磁通量的变化率
例1. 有一面积为S=100cm2的金属环，电阻为R=0.1Ω，环中磁场磁感应强度的变化规律如下图所示，且磁场方向垂直环面向里。则在第4s内，通过金属环的电荷量是多少？
思考：若S不变，磁感应强度B
随时间均匀增大，则环中的感应
电动势也随时间增大吗？
由图：t1＝0，
则B1＝0
t2＝2s，
则B2＝0.2T
结论：若S不变，B随时间均匀
变化时，E感为定值
所求电荷量：
环中的电流：
如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，导体ab长度为L，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势E？
a
b
× × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × ×
G
a
b
v
ΔS=LvΔt
产生的感应电动势为：
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
回路在时间t内增大的面积为:
穿过回路的磁通时的变化为:
V是相对于磁场的速度
a、b两点哪一点电势高？
4、直导体做切割磁感线运动感应电动势：
θ
v
B
V1
V2
若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角(导体斜切磁感线)
θ为v方向与B方向夹角
4、直导体做切割磁感线运动感应电动势：
4、直导体做切割磁感线运动感应电动势：
（B、L、v三者相互垂直
，L上各点速度相同）
若L⊥v，L⊥B，v与B之间夹角为θ，则：
例2. 如下图所示“∠”形金属框架水平放在与框架平面垂直、有理想边界的匀强磁场中，磁场方向如图所示，磁感强度为B。一金属棒始终与框架接触良好，并与框架一边垂直，当t=0时，棒从O点开始沿框架以速度v匀速向右运动，试求t时刻回路中的感应电动势。
在t时刻，
此时棒切割磁感线的有效长度：
此时刻，棒中感应电动势：
问题1：若求t时间内平均感应电动势为多大？
问题2：如何确定金属棒中的感应电流的方向？金属棒的哪一端
电势较高，即哪一端相当于电源的正极？
金属棒与O相距vt
t
B
0
线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向，
磁感应强度B随时间t变化如图所示，设顺时针电流为正。
试定性画出感应电流I随时间t变化的图象？
×
×
×
×
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×
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×
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×
课堂练习
t1
t2
t3
t4
t
B
0
线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向，
磁感应强度B随时间t变化如图所示，
试分析感应电流I随时间t如何变化？
×
×
×
×
×
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课堂练习
t
B
0
线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向，
磁感应强度B随时间t变化如图所示，
试分析感应电流I随时间t如何变化？
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课堂练习
电动机转动是时,线圈中产生的感应电动势总要削弱电源电动势的作用,阻碍线圈的转动，
5、反电动势：
既然线圈在磁场中转动，线圈中就会
产生感应电动势。
注意：电动机由于机械故障停转，要立即切断电源.
感应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了它 是有得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动
这个电动势成为反电动
反电动对线圈的转动起到阻碍作用，同时对线圈起保护作用
例3、如图所示，固定于水平面上的金属框cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动。此时abed构成一个边长L的正方形，棒的电阻为r，其余电阻不计，开始时磁感应强度为B0。
（1）若以t=0时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为k，同时
保持棒静止，求棒中的感应电流；
（2）在上述情况中，棒始终保持静止，当t=t1时需加垂直于棒水
平外力
（3）若从t=0时起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右
匀速运动，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度怎样
随时间变化
§2.2 法拉第电磁感应定律
— 感应电动势的大小
==新课标物理选修二==：
第2章：《电磁感应》
2、感应电动势 E感：
产生感应电动势的那部分导体就相当于一个电源
产生条件：
穿过电路的磁通量发生变化
思考：下面闭合电路中内
哪一部分产生电动势，即
哪一部分相当于电源？
甲
乙
丁
1、电动势E 的方向：
规定为内电路的电流方向
（负极→正极）
Φ变化
产生E
产生I
总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大
问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
观察实验，分析并思考
问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
Φ变化的快慢不同
Φ都发生了变化
都产生了I
产生的I大小不等
问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？
磁通量变化越快，感应电动势越大。
磁通量变化快慢？
观察实验，分析并思考
从条件上看
从结果上看
相同
不同
3、法拉第电磁感应定律：
数学表达式：
（n—线圈的匝数）
在匀强磁场中，当S⊥B时：
若S不变，B变化，则
若B不变， S变化，则
内容:
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。
— 感应电动势的大小
其中：
磁通量变化
（反映磁通量变化快慢）
磁通量的变化率
例1. 有一面积为S=100cm2的金属环，电阻为R=0.1Ω，环中磁场磁感应强度的变化规律如下图所示，且磁场方向垂直环面向里。则在第4s内，通过金属环的电荷量是多少？
思考：若S不变，磁感应强度B
随时间均匀增大，则环中的感应
电动势也随时间增大吗？
由图：t1＝0，
则B1＝0
t2＝2s，
则B2＝0.2T
结论：若S不变，B随时间均匀
变化时，E感为定值
所求电荷量：
环中的电流：
如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，导体ab长度为L，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势E？
a
b
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G
a
b
v
ΔS=LvΔt
产生的感应电动势为：
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
回路在时间t内增大的面积为:
穿过回路的磁通时的变化为:
V是相对于磁场的速度
a、b两点哪一点电势高？
4、直导体做切割磁感线运动感应电动势：
θ
v
B
V1
V2
若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角(导体斜切磁感线)
θ为v方向与B方向夹角
4、直导体做切割磁感线运动感应电动势：
4、直导体做切割磁感线运动感应电动势：
（B、L、v三者相互垂直
，L上各点速度相同）
若L⊥v，L⊥B，v与B之间夹角为θ，则：
例2. 如下图所示“∠”形金属框架水平放在与框架平面垂直、有理想边界的匀强磁场中，磁场方向如图所示，磁感强度为B。一金属棒始终与框架接触良好，并与框架一边垂直，当t=0时，棒从O点开始沿框架以速度v匀速向右运动，试求t时刻回路中的感应电动势。
在t时刻，
此时棒切割磁感线的有效长度：
此时刻，棒中感应电动势：
问题1：若求t时间内平均感应电动势为多大？
问题2：如何确定金属棒中的感应电流的方向？金属棒的哪一端
电势较高，即哪一端相当于电源的正极？
金属棒与O相距vt
t
B
0
线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向，
磁感应强度B随时间t变化如图所示，设顺时针电流为正。
试定性画出感应电流I随时间t变化的图象？
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课堂练习
t1
t2
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线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向，
磁感应强度B随时间t变化如图所示，
试分析感应电流I随时间t如何变化？
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课堂练习
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线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，垂直向里的方向为正方向，
磁感应强度B随时间t变化如图所示，
试分析感应电流I随时间t如何变化？
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课堂练习
电动机转动是时,线圈中产生的感应电动势总要削弱电源电动势的作用,阻碍线圈的转动，
5、反电动势：
既然线圈在磁场中转动，线圈中就会
产生感应电动势。
注意：电动机由于机械故障停转，要立即切断电源.
感应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了它 是有得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动
这个电动势成为反电动
反电动对线圈的转动起到阻碍作用，同时对线圈起保护作用
例3、如图所示，固定于水平面上的金属框cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动。此时abed构成一个边长L的正方形，棒的电阻为r，其余电阻不计，开始时磁感应强度为B0。
（1）若以t=0时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为k，同时
保持棒静止，求棒中的感应电流；
（2）在上述情况中，棒始终保持静止，当t=t1时需加垂直于棒水
平外力
（3）若从t=0时起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右
匀速运动，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度怎样
随时间变化