人教版高中物理选择性必修第二册第2章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律课件（35页PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修第二册第2章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律课件（35页PPT） |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-02-04 00:00:00 | ||
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文档简介
(共35张PPT)
第二章 电磁感应
第2节 法拉第电磁感应定律
1.理解法拉第电磁感应定律的内容。
2.能够运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。
3.能够分析和计算部分导体切割磁感线产生的电动势。
4.知道导线切割磁感线，通过克服安培力做功把其他形式的能转化为 电能。
学习任务一 电磁感应定律
教材新知梳理
1. 感应电动势
在 现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那 部分导体相当于 。
电磁感应
电源
磁通量的
变化率
韦伯（Wb）
伏（V）
注意：公式只表示感应电动势的大小。至于感应电流的方向，可由楞次定律 判定。
关键核心突破
如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈中：
（3）通过对上述原因分析，你会得到什么结论？
（3）感应电动势的大小与磁通量的变化率有关。
【典例1】如图甲所示，一单匝圆形线圈垂直放入磁场中，磁场为垂直于线 圈平面向里的匀强磁场，穿过圆形线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙 所示，不计导线电阻，求：
（1）2 s内线圈内磁通量的变化量ΔΦ；
（1）0.4 Wb
解析：（1）2 s内线圈内磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.5 Wb－0.1 Wb＝0.4 Wb。
（2）线圈中产生的感应电动势E1；
（2）0.2 V
（3）若其他条件不变，线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势 E2。
（3）20 V
C
A. 0～1 s内线圈的感应电动势在均匀增大
B. 1～2 s内感应电流最大
C. 0.5 s末与2.5 s末线圈的感应电流方向相反
D. 第4 s末的感应电动势为0
学习任务二 导线切割磁感线时的感应电动势
教材新知梳理
1. 动生电动势
由于导体 而产生的电动势叫动生电动势。切割磁感线的导线相当于 一个 。
运动
电源
（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，如图乙 所示，E＝ 。
Blvsin θ
2. 感应电动势的大小
（1）导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示E＝ 。
Blv
3. 导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动 方向 ，导体棒克服 做功，
把其他形式的能转化为电能。
相反
安培力
关键核心突破
如图所示，把平行导轨放在磁感应强度为B的匀强磁场中，通过一电阻相 连，所在平面跟磁感线垂直。导体棒MN放在导轨上，两导轨间距为l，MN以 速度v向右匀速运动。试根据法拉第电磁感应定律求产生的感应电动势。
（1）在Δt时间内，由原来的位置MN移到M1N1，这个过程中闭合电路的面积 变化量是ΔS＝ 。
（2）穿过闭合电路的磁通量的变化量为ΔΦ，则ΔΦ＝BΔS＝ 。
lvΔt
BlvΔt
Blv
推导：
【典例3】（教材改编题）如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放 置在水平面内，其间距L＝0.2 m，磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场垂直 于导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R＝4.8 Ω，在导轨上有一金属 棒ab，其接入电路的电阻r＝1.2 Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在 ab棒上施加水平拉力使其以速度v＝12 m/s向右匀速运动，设金属导轨足 够长，且不计其电阻。求：
（1）金属棒ab产生的感应电动势；
（1）1.2 V
解析：（1）设金属棒中产生的感应电动势为E，则E＝BLv，代入数值得
E＝1.2 V。
（2）水平拉力F的大小；
（2）0.02 N
（3）金属棒a、b两点间的电势差。
（3）0.96 V
解析：（3）a、b两点间的电势差为Uab＝IR，代入数值得Uab＝0.96 V。
学习任务三 导体棒转动切割磁感线时的感应电动势
教材新知梳理
关键核心突破
如图所示，长为l的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω 匀速转动，磁感应强度大小为B，试推导ab棒所产生的感应电动势大小。
方法一：棒上各处速率不同，故不能直接用公式E＝Blv求。由v＝ωr可知， 棒上各点的线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度 代入公式计算。
【典例4】如图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以 角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，杆两端的电势差为 ， O点的电势 （选填“大于”或“小于”）A点的电势。
大于
解析：如图，设经过时间Δt，铜杆扫过的面积为ΔS，转过的角度为Δθ，则
Δθ＝ω·Δt，转过的弧长为Δθ·L＝ωLΔt，
由右手定则可知感应电流的方向为由A到O，OA切割磁感线，相当于电源， 则O为电源的正极，A为电源的负极，O点的电势大于A点的电势。
A. 图①回路产生恒定不变的感应电动势
B. 图②回路产生的感应电动势一直在变大
C. 图③回路0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势
D. 图④回路产生的感应电动势先变大再变小
C
1
2
3
4
1
2
3
4
D
A. 穿过线圈的磁通量为BL2
B. 永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大
C. 永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小
D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
1
2
3
4
解析：根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误；根据法拉第电磁 感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动 势越大，故BC错误；永磁铁相对线圈下降时，根据楞次定律可知线圈中感应 电流的方向为顺时针方向，故D正确。故选D。
1
2
3
4
A
1
2
3
4
1
2
3
4
A. E＝πfL2B，且a点电势低于b点电势
B. E＝2πfL2B，且a点电势低于b点电势
C. E＝πfL2B，且a点电势高于b点电势
D. E＝2πfL2B，且a点电势高于b点电势
A
1
2
3
4
1
2
3
4
第二章 电磁感应
第2节 法拉第电磁感应定律
1.理解法拉第电磁感应定律的内容。
2.能够运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。
3.能够分析和计算部分导体切割磁感线产生的电动势。
4.知道导线切割磁感线，通过克服安培力做功把其他形式的能转化为 电能。
学习任务一 电磁感应定律
教材新知梳理
1. 感应电动势
在 现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那 部分导体相当于 。
电磁感应
电源
磁通量的
变化率
韦伯（Wb）
伏（V）
注意：公式只表示感应电动势的大小。至于感应电流的方向，可由楞次定律 判定。
关键核心突破
如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈中：
（3）通过对上述原因分析，你会得到什么结论？
（3）感应电动势的大小与磁通量的变化率有关。
【典例1】如图甲所示，一单匝圆形线圈垂直放入磁场中，磁场为垂直于线 圈平面向里的匀强磁场，穿过圆形线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙 所示，不计导线电阻，求：
（1）2 s内线圈内磁通量的变化量ΔΦ；
（1）0.4 Wb
解析：（1）2 s内线圈内磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.5 Wb－0.1 Wb＝0.4 Wb。
（2）线圈中产生的感应电动势E1；
（2）0.2 V
（3）若其他条件不变，线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势 E2。
（3）20 V
C
A. 0～1 s内线圈的感应电动势在均匀增大
B. 1～2 s内感应电流最大
C. 0.5 s末与2.5 s末线圈的感应电流方向相反
D. 第4 s末的感应电动势为0
学习任务二 导线切割磁感线时的感应电动势
教材新知梳理
1. 动生电动势
由于导体 而产生的电动势叫动生电动势。切割磁感线的导线相当于 一个 。
运动
电源
（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，如图乙 所示，E＝ 。
Blvsin θ
2. 感应电动势的大小
（1）导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示E＝ 。
Blv
3. 导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动 方向 ，导体棒克服 做功，
把其他形式的能转化为电能。
相反
安培力
关键核心突破
如图所示，把平行导轨放在磁感应强度为B的匀强磁场中，通过一电阻相 连，所在平面跟磁感线垂直。导体棒MN放在导轨上，两导轨间距为l，MN以 速度v向右匀速运动。试根据法拉第电磁感应定律求产生的感应电动势。
（1）在Δt时间内，由原来的位置MN移到M1N1，这个过程中闭合电路的面积 变化量是ΔS＝ 。
（2）穿过闭合电路的磁通量的变化量为ΔΦ，则ΔΦ＝BΔS＝ 。
lvΔt
BlvΔt
Blv
推导：
【典例3】（教材改编题）如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放 置在水平面内，其间距L＝0.2 m，磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场垂直 于导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R＝4.8 Ω，在导轨上有一金属 棒ab，其接入电路的电阻r＝1.2 Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在 ab棒上施加水平拉力使其以速度v＝12 m/s向右匀速运动，设金属导轨足 够长，且不计其电阻。求：
（1）金属棒ab产生的感应电动势；
（1）1.2 V
解析：（1）设金属棒中产生的感应电动势为E，则E＝BLv，代入数值得
E＝1.2 V。
（2）水平拉力F的大小；
（2）0.02 N
（3）金属棒a、b两点间的电势差。
（3）0.96 V
解析：（3）a、b两点间的电势差为Uab＝IR，代入数值得Uab＝0.96 V。
学习任务三 导体棒转动切割磁感线时的感应电动势
教材新知梳理
关键核心突破
如图所示，长为l的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω 匀速转动，磁感应强度大小为B，试推导ab棒所产生的感应电动势大小。
方法一：棒上各处速率不同，故不能直接用公式E＝Blv求。由v＝ωr可知， 棒上各点的线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度 代入公式计算。
【典例4】如图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以 角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，杆两端的电势差为 ， O点的电势 （选填“大于”或“小于”）A点的电势。
大于
解析：如图，设经过时间Δt，铜杆扫过的面积为ΔS，转过的角度为Δθ，则
Δθ＝ω·Δt，转过的弧长为Δθ·L＝ωLΔt，
由右手定则可知感应电流的方向为由A到O，OA切割磁感线，相当于电源， 则O为电源的正极，A为电源的负极，O点的电势大于A点的电势。
A. 图①回路产生恒定不变的感应电动势
B. 图②回路产生的感应电动势一直在变大
C. 图③回路0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势
D. 图④回路产生的感应电动势先变大再变小
C
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D
A. 穿过线圈的磁通量为BL2
B. 永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大
C. 永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小
D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
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解析：根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误；根据法拉第电磁 感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动 势越大，故BC错误；永磁铁相对线圈下降时，根据楞次定律可知线圈中感应 电流的方向为顺时针方向，故D正确。故选D。
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A. E＝πfL2B，且a点电势低于b点电势
B. E＝2πfL2B，且a点电势低于b点电势
C. E＝πfL2B，且a点电势高于b点电势
D. E＝2πfL2B，且a点电势高于b点电势
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