2.2法拉第电磁感应定律（第一课时）课件 (共18张PPT)高二下学期物理人教版（2019）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（第一课时）课件 (共18张PPT)高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-18 15:18:05 | ||
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文档简介
(共18张PPT)
第二章 电磁感应
人教版（2019）选修 第二册
2.2 法拉第电磁感应定律
1.理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式；
会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。2.会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小。3.通过推导导体切割磁感线的感应电动势表达式，认识科学探究方法的多样性。4.培养学生对实际问题的分析与推理能力，培养学生的辩证唯物主义世界观。
学习目标
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。感应电流的大小与哪些因素有关呢？
导入新课
1.概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
思考：电磁感应现象中，电路中产生了感应电流，电路中有没有电动势？
R
r
等效电路
产生电磁感应的那部分导体相当于电源。
一、感应电动势
2.感应电流：
有I感就一定有E感
有E感就一定有I感
没有I感就没发生电磁感应现象
判断对错
想一想：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势，与电路是否闭合无关。
请以磁场变化产生感应电动势为例阐述理由。
由闭合电路欧姆定律得
变化的磁场
电场
产生
实验设计
⑵改变线圈匝数，重复上述实验。
⑴磁极从同一高度以不同的速度插入线圈，
比较检流计的偏转幅度；
实验分析
检流计偏转角度大，则说明电动势大。
Δ 相同，但 变化相同的量所用时间不同，时间短的电动势大，
说明磁通量变化快，感应电动势大。
探究：影响感应电动势大小的因素
二、电磁感应定律
演示：闭合电路中，E与 的关系
小结: 越大、线圈匝数越多，则感应电动势越大。
1.法拉第电磁感应定律内容
2.公式（单匝线圈）:
3.理解：
⑴比较 、⊿ 、
是平均感应电动势，普遍适用。
⑵
若线圈n匝，则有
国际单位
k=1
t单位：s
单位：Wb
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。
例1 如图，一个圆形线圈匝数n＝1000匝、面积S＝2×10－2 m2、电阻r＝1Ω。在线圈外接一阻值R＝4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁感应强度B 随时间变化规律如图乙所示。
求：0～4s内，回路中的感应电动势。
答案：1V
条件
结论
E=Blv
三、导体切割磁感线时的感应电动势
如图，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度为l，它以速度v向右运动，在△t时间内，由原来的位置移到M1N1。
求：感应电动势E
N
M
C
D
l
v
I
匀强磁场
v、B、l相互垂直
N1
M1
导体斜切磁感线
特别地，若v//B：E=0（无切割）
思考1：
（θ为v与B夹角）
v⊥
v∥
v
导体的
横截面
θ
B
⑴速度v
v-瞬时速度，E是瞬时感应电动势
v-平均速度，E是平均感应电动势
⑵ l为有效长度：与B、v方向都垂直的长度
直导线：垂直于运动方向上的投影长度；
曲折导线：两端点的连线，在垂直于运动方向上的投影长度。
例2 如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距l＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac(长为l)垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在水平外力作用下，棒ac以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速滑动，求： ⑴ac棒中感应电动势的大小； ⑵回路中感应电流的大小； ⑶水平外力的大小。
答案: (1)0.80 V (2)4．0 A (3)0.80 N
比较：A、O两点电势高低：
思考2：转动切割
总结：转动切割产生的感应电动势
（L--转动半径）
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，求感应电动势E。
╳
╳
╳
╳
╳
╳
╳
╳
╳
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╳
╳
╳
╳
╳
╳
O
A
L
B
v
φA>φO
例3 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，求通过电阻的电流。
答案
小结：平均电动势与瞬时电动势的比较
区别 研究对象
物理意义
适用范围
联系
E=Blv
整个电路
一部分导体
Δt 时间内的平均感应电动势
瞬时感应电动势
整个电路的感应电动势
电路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势
1.动生电动势：导体做切割磁感线运动产生的电动势。
思考：动生电动势涉及到的非静电力是什么？
2.动生电动势产生原因是什么？
由于导体中自由电子受洛伦兹力作用而引起的。
3.动生电动势的本质
动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关。
思考与讨论
阅读课本P33 电磁感应现象中的洛伦兹力
一、感应电动势
二、法拉第电磁感应定律
内容
三、导体切割磁感线时的感应电动势
公式
是决定式
是平均电动势
公式
课堂小结
课堂小结
物理量
第二章 电磁感应
人教版（2019）选修 第二册
2.2 法拉第电磁感应定律
1.理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式；
会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。2.会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小。3.通过推导导体切割磁感线的感应电动势表达式，认识科学探究方法的多样性。4.培养学生对实际问题的分析与推理能力，培养学生的辩证唯物主义世界观。
学习目标
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。感应电流的大小与哪些因素有关呢？
导入新课
1.概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
思考：电磁感应现象中，电路中产生了感应电流，电路中有没有电动势？
R
r
等效电路
产生电磁感应的那部分导体相当于电源。
一、感应电动势
2.感应电流：
有I感就一定有E感
有E感就一定有I感
没有I感就没发生电磁感应现象
判断对错
想一想：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势，与电路是否闭合无关。
请以磁场变化产生感应电动势为例阐述理由。
由闭合电路欧姆定律得
变化的磁场
电场
产生
实验设计
⑵改变线圈匝数，重复上述实验。
⑴磁极从同一高度以不同的速度插入线圈，
比较检流计的偏转幅度；
实验分析
检流计偏转角度大，则说明电动势大。
Δ 相同，但 变化相同的量所用时间不同，时间短的电动势大，
说明磁通量变化快，感应电动势大。
探究：影响感应电动势大小的因素
二、电磁感应定律
演示：闭合电路中，E与 的关系
小结: 越大、线圈匝数越多，则感应电动势越大。
1.法拉第电磁感应定律内容
2.公式（单匝线圈）:
3.理解：
⑴比较 、⊿ 、
是平均感应电动势，普遍适用。
⑵
若线圈n匝，则有
国际单位
k=1
t单位：s
单位：Wb
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。
例1 如图，一个圆形线圈匝数n＝1000匝、面积S＝2×10－2 m2、电阻r＝1Ω。在线圈外接一阻值R＝4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁感应强度B 随时间变化规律如图乙所示。
求：0～4s内，回路中的感应电动势。
答案：1V
条件
结论
E=Blv
三、导体切割磁感线时的感应电动势
如图，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度为l，它以速度v向右运动，在△t时间内，由原来的位置移到M1N1。
求：感应电动势E
N
M
C
D
l
v
I
匀强磁场
v、B、l相互垂直
N1
M1
导体斜切磁感线
特别地，若v//B：E=0（无切割）
思考1：
（θ为v与B夹角）
v⊥
v∥
v
导体的
横截面
θ
B
⑴速度v
v-瞬时速度，E是瞬时感应电动势
v-平均速度，E是平均感应电动势
⑵ l为有效长度：与B、v方向都垂直的长度
直导线：垂直于运动方向上的投影长度；
曲折导线：两端点的连线，在垂直于运动方向上的投影长度。
例2 如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距l＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac(长为l)垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在水平外力作用下，棒ac以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速滑动，求： ⑴ac棒中感应电动势的大小； ⑵回路中感应电流的大小； ⑶水平外力的大小。
答案: (1)0.80 V (2)4．0 A (3)0.80 N
比较：A、O两点电势高低：
思考2：转动切割
总结：转动切割产生的感应电动势
（L--转动半径）
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，求感应电动势E。
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O
A
L
B
v
φA>φO
例3 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，求通过电阻的电流。
答案
小结：平均电动势与瞬时电动势的比较
区别 研究对象
物理意义
适用范围
联系
E=Blv
整个电路
一部分导体
Δt 时间内的平均感应电动势
瞬时感应电动势
整个电路的感应电动势
电路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势
1.动生电动势：导体做切割磁感线运动产生的电动势。
思考：动生电动势涉及到的非静电力是什么？
2.动生电动势产生原因是什么？
由于导体中自由电子受洛伦兹力作用而引起的。
3.动生电动势的本质
动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关。
思考与讨论
阅读课本P33 电磁感应现象中的洛伦兹力
一、感应电动势
二、法拉第电磁感应定律
内容
三、导体切割磁感线时的感应电动势
公式
是决定式
是平均电动势
公式
课堂小结
课堂小结
物理量