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1、第第2 2节节 法拉第电磁法拉第电磁感应定律感应定律第二章第二章人教版（2019）选择性必修二CONTENTS目录感应电动势01法拉第电磁感应定律02导线切割磁感线时的感应电动势03问题：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。感应电流的大小跟哪些因素有关？磁通量变化的快慢（磁通量的变化率）有关感应电动势新课导入知识讲解课堂小结随堂练习布置作业1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势;2.条件：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。有感应电流一定存在感应电动势；有感应电动势不一定存在感应电流。NSG乙甲产生电动势的线圈相当于电
2、源一、感应电动势注意：讨论：感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业二、法拉第电磁感应定律条件线圈匝数：200；下落高度：30cm磁铁个数12指针刻度探究一：感应电流大小与相同时间内磁感应强度变化大小的关系1530？感应电流大小是否与磁铁个数成正比？实验：探究影响感应电动势大小的因素结论：感应电流大小与磁感应强度成正比新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业条件线圈匝数：200；磁铁个数：2个下落高度10cm40cm指针刻度探究二：感应电流大小与磁铁在线圈中运动时间的关系2040?感应电流大小是否与磁铁下落高度成正比？结论：感应电流大小与磁铁
3、在线圈中运动时间成反比新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业条件磁铁个数：2个；下落高度：30cm线圈匝数100200指针刻度探究三：感应电流大小与线圈匝数的关系1530?感应电流大小是否与线圈匝数的关系？结论：感应电流大小与线圈匝数正比有实验可知，感应电流越大感应电动势就越大，根据实验结论如何用公式表示感应电动势大小呢？新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业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:3.注意：感应电动势大小磁通量变化量磁通量磁通量变化率三者大小无必然联系E的大小由线圈匝数n和磁通量的变化率共同决定，而、的大小没有必然联
4、系.新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业B不变,S发生变化,SS2-S1：S不变,B发生变化,BB2-B1：4.应用:用公式 求 E 的几种常见情况：如果B、S都变化呢？新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业5.磁通量的变化率是-t图线上某点切线的斜率ot计算时应取绝对值/Wbt/s1 2 3012546/Wbt/s1 2 3012546新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业课堂练习1闭合回路的磁通量随时间t的变化图像分别如图所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，正确的是()A图甲回路中感应电动势恒定不变B图乙回路中感应电动势恒定不变C图丙回路中0t1时间内感应电动势小于t1t2
5、时间内感应电动势D图丁回路中感应电动势先变大后变小【答案】B随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业课堂练习2(多选)如图所示是穿过一个单匝闭合线圈的磁通量随时间的变化图象，则以下判断正确的是A第0.6s末线圈中的感应电动势是4VB第0.9s末线圈中的瞬时电动势比0.2s末的大C第1s末线圈的瞬时电动势为零D第0.2s末和0.4s末的瞬时电动势的方向相同【答案】AB随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业三、导线切割磁感线时的感应电动势通过以上实验，你认为哪些因素影响了导线切割磁感线时电动势的大小？新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业如图所示，闭合电路中的一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感
6、应强度为B，两平行导轨的间距为L，导体ab以速度v匀速切割磁感线，其中B、L、v两两垂直，求产生的感应电动势分析：回路在时间t 内增大的面积为：S=Lvt感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：=BS=BLvtv 是相对于磁场的速度适用条件：匀强磁场中，导线、B、v 相互垂直时讨论：那要是B、L、v不垂直怎么计算呢？新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业vBv2如果将与B的方向夹角为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？垂直于磁感线的分量：v1=vsin 平行于磁感线的分量：v2=vcos 只有垂直于磁感线的分量切割磁感线，才能产生感应电动势：E=B
7、Lv1=Blvsin=0时 平行：E0=90 时 垂直：E=BLv（无切割）对切割有贡献对切割无贡献新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业vBV1V2L应为有效长度若v/B，则E=01.公式：若导体斜割：注意：此公式只适用于双垂直切割（vB）（v杆）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导线切割磁感线时的产生感应电动势大小-动生电动势新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业3.L为切割磁感线的有效长度v为与B垂直的有效速度，L为与B和v都垂直的有效长度LLLE=Blvsinvvsinvcos 动生电动势：E=Bvlsin新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业公式
8、与EBLvsin的区别与联系新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业4.导体转动垂直切割磁感线如图所示，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，求E。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。OALv 右手定则：导体中电流方向为从O点流向A点转动切割的导体动生电动势：新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业导线切割磁感线产生感应电动势的不同类型新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业课堂练习3如图所示，在xOy直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度
9、的大小均为B，直角扇形导线框半径为L、总电阻为R，在坐标平面内绕坐标原点O以角速度匀速转动线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值（）【答案】A随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业5.线圈绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数n，求E。（1）线圈处于如下图所示位置（2）当线圈转过 时，感应电动势：新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律导线切割磁感线时的感应电动势感应电动势（vB）（v杆）布置作业课堂小结新课导入知识讲解随堂练习【学以致用1】在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=0.1m2，导体环的总电阻为r=10。
10、规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场方向向上为正。磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，B0=0.1T。则（）At=1s时，导体环中电流为零B第2s内，导体环中电流与正方向相反C第3s内，通过导体环中电流大小为10-3AD第4s内，通过导体环中电流大小为10-2A随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【学以致用2】如图甲所示，一个圆形线圈匝数n1 000 匝、面积S2102 m2、电阻r1.在线圈外接一阻值为R4 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，磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示求：(1)04 s内，回路中的感应电
11、动势(2)t5 s时，a、b两点哪点电势高？(3)t5 s时，电阻R两端的电压U.随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业(3)t5 s时电动势为闭合电路欧姆定律得电路中的电流为故电阻R 两端的电压UIR0.84 V3.2 V解：(1)根据法拉第电磁感应定律得，04 s内，回路中的感应电动势(2)t5 s时，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场方向是垂直纸面向里，故a点的电势高随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【学以致用3】法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B
12、中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列正确的是（）A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【答案】AB随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【学以致用4】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L0.2 m,磁感应强度B0.5 T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R4.8，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r0.2，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v0.5 m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长求：(1)金属棒ab产生的感应电动势；(2)通过电阻R的电流大小和方向；(3)水平拉力的大小F；(4)金属棒a、b两点间的电势差随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业解：(1)金属棒ab产生的感应电动势为 EBLv 解得 E0.05 V(3)F安BIL0.001 N ，ab 棒做匀速直线运动，则FF安0.001 N(4)a、b两点间的电势差 UabIR 解得 Uab0.048 V随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业随堂练习布置作业新课导入知识讲解课堂小结布置作业
