2.2法拉第电磁感应定律课件（共30张PPT）高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

(共30张PPT)
人教版 高中选择性必修第二册
第2节 法拉第电磁感应定律
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【问题1】电路中要有电流，就需要一个电源，电源有两个重要参数，一个是内电阻，另一个是什么？
电动势
【问题2】电磁感应现象中，电路中产生了感应电流，感应电路中有没有电源？这个电源在哪里？
有电源，产生电磁感应的部分就是电源。
产生电磁感应的部分就是电源。
G
E r
a
b
G
E r
a
b
G
a
b
G
a
b
【问题3】怎么去描述这个电源？
I
v
楞次定律
右手定则
感应电动势
01
1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势;
N
S
G
乙
甲
产生电动势的线圈相当于电源
感应电动势
01
2.条件：
（1）有感应电流一定存在感应电动势；
（2）有感应电动势不一定存在感应电流。
N
S
G
乙
甲
产生电动势的线圈相当于电源
3.用电动势和内阻去描述电源：
（1）电动势：楞次定律，电源内部电流由负极流向正极
（2）有内阻
法拉第吊诡是一个关于法拉第电磁感应定律的物理实验。于1831年，物理学大师麦可·法拉第推断出法拉第感应定律（简称“法拉第定律”），但是，在应用这定律来解释法拉第吊诡的过程中，他遇到了很多困难。
为什么会产生感应电动势呢？
当线圈全部在磁场中运动时，有没有感应电流的产生？有没有感应电动势的产生？如果有，感应电动势的方向如何？能不能测出来？
4.产生感应电动势的本质是导体内电荷的定向移动
（1）闭合回路中的磁通量发生改变一定会产生感应电动势，反之不然
（2）闭合回路中的磁场发生变化时，变化的磁场会激发形成产生电场，在电场的作用下导体内的自由电荷发生定向移动形成电势差
（3）当导体棒切割磁感线时，导体内的自由电荷随着导体棒的运动而运动，受到洛伦兹力后发生定向移动，形成电势差
感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？
探究影响感应电动势大小的因素
02
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。
探究影响感应电动势大小的因素
02
实验过程
线圈匝数：200
磁铁个数：2个
下落高度 指针指示值
10厘米

18
36 ？
感应电流大小与磁铁运动速度成正比
探究影响感应电动势大小的因素
02
实验过程
线圈匝数：200
下落高度：30厘米
磁铁个数 指针指示值
1个

15
31？
感应电流大小与磁铁个数成正比
2个
探究影响感应电动势大小的因素
02
实验过程
磁铁个数：2个
下落高度：30厘米
线圈匝数 指针指示值
100

15
31 ？
感应电流大小与线圈匝数成正比
？
200
法拉第电磁感应定律
03
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:
法拉第电磁感应定律
03
3.注意：
（1）公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。
（2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源，感应电动势即该电源的电动势。
法拉第电磁感应定律
03
①B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1 ：
②S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1 ：
4.应用:用公式 求E的几种常见情况：
③如果B、S都变化呢？
ω
如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，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。
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
=BLvΔt
（v⊥B）
（v⊥杆）
a
b
× × × × × × × × × × × ×
× × × ×
G
a
b
v
那要是B、l、v不垂直怎么计算呢？
θ
v
B
v2
如果将与B的方向夹角为θ速度按右图中所示分解在与磁场垂直和与磁场平行方向上，他们各自的产生电动势是多少？
①垂直于磁感线的分量：v1=vsinθ
②平行于磁感线的分量：v2=vcosθ
只有垂直于磁感线的分量切割磁感线，于是产生感应电动势：
E=Blv1=Blvsinθ
θ=0时
平行：E＝0
θ=90° 时
垂直：E=Blv
（无切割）
04
导线切割磁感线时的感应电动势
θ
v
B
V1
V2
④l应为有效长度
③若v//B，则E=0
1.公式：
②若导体斜割：
注意：
①此公式只适用于双垂直切割
（v⊥B）
（v⊥杆）
θ为v与B夹角
2.方向：
若v//杆，则E=0
由等效电源的负极流向正极
3.l为切割磁感线的有效长度
E=Blvsinθ
v
θ
vsinθ
vcosθ
感应电动势：
E=Bvlsinθ
l：导线垂直于运动方向上的投影。
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
l
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
l
× × × × × × × × × × × × × × ×
O
A
L
4.转动切割
如图所示，导体棒长为l，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，求E。
v
由于棒上各点的速度随着距离O点的距离均匀变化，所以可以用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。
右手定则：φA>φO
× × × × × × × × × ×
课堂总结
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律
右手定则
感应电动势
（v⊥B）
（v⊥杆）
巩固提升
巩固提升