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1、第2节法拉第电磁感应定律第二章 电磁感应及其应用 高中物理选择性必修第二册一、感应电动势由电磁感应现象而出现的电动势，我们称为由电磁感应现象而出现的电动势，我们称为感应感应电动势。电动势。能产生感应电动势的那部分导体相当于电源能产生感应电动势的那部分导体相当于电源电源即使不接入电路中其电动势依然存在感应电动势的产生与电路是否闭合无关是否闭合无关只要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电磁感应现象的发生过程：电磁感应现象的发生过程：磁通量变化产生感应电动势出现电流闭合电路闭合电路电磁感应现象中，感应电动势更能反映电磁感应现象的本质。部份导体成为电源有感应电流一定有感应电动
2、势有感应电动势不一定有感应电流感应电动势+闭合回路感应电流结论感应电动势的大小与感应电动势的大小与磁通量的变化快慢磁通量的变化快慢有关有关如何描述磁通量的变化快慢？如何描述磁通量的变化快慢？二、法拉第电磁感应定律磁通量的变化快慢磁通量的变化快慢=单位时间的磁通变化量，单位时间的磁通变化量，即即磁通量变化率磁通量变化率精确实验表明：精确实验表明：电路中电路中感应电动势的大小感应电动势的大小与穿过这一电路的与穿过这一电路的磁通量变化率磁通量变化率成正比成正比二、法拉第电磁感应定律磁通量变化率k为比例常数感应电动势采用国际单位制（单匝线圈）k=1为获得更大电动势，常采用n匝线圈，相当于有n个电源串联
3、，总电动势为：注意：注意：感应电动势E是标量，但有方向，与电源内部内部电流方向一致（用楞次定律或右手定则判断）二、法拉第电磁感应定律1.穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大（）2磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大（）3.磁通量的变化量越快，回路中的感应电动势越大（）4穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0（）5某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0（）6.在变化的磁场中，穿过一个50匝闭合线圈的磁通量每秒均匀增加1Wb，说明线圈中的感应电动势每秒钟增加50V（）称为磁感应强度变化率6.当闭合回路匝数不变，磁通量随时间均匀变化时，感应电动势的
4、大小不变（）7.当闭合回路匝数不变，磁感应强度随时间均匀变化时，感应电动势的大小不变（）B1B2BDBD书本书本P44P44CC书本书本P44P44先判断感应电动势的大小先判断感应电动势的大小当磁通量变化是由导线切割磁感线引起时当磁通量变化是由导线切割磁感线引起时如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁处于匀强磁场中，导轨宽为场中，导轨宽为L，磁感应强度是，磁感应强度是B，ab以速以速度度v匀速匀速切割磁感线，切割磁感线，S=Lvt产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：=BS=BLvt单匝当v是平均速度时，E是平均值当v是瞬时速度时，E是瞬时值感应电动势的产生与电路
5、是否闭合无关是否闭合无关2对公式的理解(1)v是相对于磁场的速度，L 为有效切割长度(2)当B、L、v两两垂直时，EBLv(3)当B、L、v有任意两个量的方向互相平行（不切割），E0(4)当BL，Lv，而v 与B 成 角时，导线切割磁感线产生的感应电动势大小为EBlv=BlvsinB与v不垂直(5)当BL，Bv，但L与v不垂直时，L应为导线在与v垂直方向上的投影长度。LdL与v不垂直有效切割长度杆长或导线是曲折的(先首尾相连成直线）由磁场变化引起磁通量变化而产生的感应电动势导体切割磁感线而产生的感应电动势感应电动势感生电动势动生电动势通用公式只适用于动生电动势当v是平均速度时，E是平均值当v是
6、瞬时速度时，E是瞬时值（1）l=50cm=0.5m;B=0.5T,v=4m/s 感应电动势的大小：感应电动势的大小：E=Blv=1 V由右手定则可判断感应电动势的方向：从由右手定则可判断感应电动势的方向：从b b向向a a安培力的方向：垂直ab棒水平向左（2）闭合回路中的电流：安培力：（3）若该题金属棒ab的电阻为r，则ab两端的电势差为多少？补充 此时闭合回路的电流：此时闭合回路的电流：（3）由（）由（1）可知，）可知，abvE,rL（4）若金属棒按照以下情况做速度为v的匀速直线运动，不计金属棒和导轨的电阻。请判断感应电动势和金属棒棒所受安培力的大小与方向。补充导轨间距为L感应电动势E=BL
7、v，方向baIF安(多选)(2023山西忻州期末)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(）A感应电流方向不变BCD段直线始终不受安培力C感应电动势最大值EBavD感应电动势平均值 BavACAC优化大本P56BDBD优化大本P55线圈中线圈中B B变化变化线圈的磁通量变化线圈的磁通量变化线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势闭合回路产生感应电流闭合回路产生感应电流电容器充电电容器充电电容器两板间形成电场电容器两板间
8、形成电场带正电颗粒受力平衡，带正电颗粒受力平衡，悬停在电容器中悬停在电容器中导体棒绕端点旋转切割磁感线导体棒绕端点旋转切割磁感线在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为的匀强磁场中，长为l 的金属的金属棒棒ab在垂直于磁场方向的平面内绕在垂直于磁场方向的平面内绕O点以点以角速度角速度匀速转动匀速转动，求：金属棒，求：金属棒ab上产生的感应电动势。上产生的感应电动势。由由v=r 可知棒上可知棒上各点速度各点速度与该点到与该点到O点的距离点的距离成正比成正比，且都与棒垂直，且都与棒垂直 可得：圆盘旋转切割磁感线圆盘旋转切割磁感线B B优化大本P57没有闭合电路没有闭合电路该导体棒不受安培力
9、该导体棒不受安培力Or若棒ab绕O点转(2023辽宁大连期中)如图所示，航天器A和卫星B均在赤道平面内，它们通过一根长度为L的金属杆相连，在各自的轨道上以角速度同步绕地球做自西向东的匀速圆周运动，不计金属杆的质量，则()A金属杆在地磁场中不受安培力的作用B安培力的方向与两物体的环绕方向相反C由于存在地磁场，金属杆上卫星B端的电势高于航天器A端的电势A A优化大本P57ADAD作业：优化小本P14810.(2023江苏南通统考期末)如图所示，用粗细均匀的导线围成圆形线圈，将它用绝缘细线悬挂在竖直面内，线圈的上半部分处于磁场内，磁感应强度大小随时间的变化规律为Bkt(k0)，已知圆形线圈的半径为r
10、、匝数为n、质量为m，导线横截面积为S、电阻率为，经过时间t0细线恰好断裂。求：(1)圆形线圈处于静止状态时的感应电动势；(2)细线承受的最大拉力。作业：优化小本P148(2023上海市延安中学期末)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路。当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是()A向右加速运动B向左加速运动C向右匀速运动D向左匀速运动B B优化大本P51PQPQ切割磁感线切割磁感线PQPQ产生感应电动势产生感应电动势闭合回路产生感应电流闭合回路产生感应电流L L2 2中有电流，激发一个磁场中有电流，激发一个磁场变化变化电流、电流、变化变化磁场磁场线圈线圈L L1 1中的磁通量变化中的磁通量变化线圈线圈L L1 1中产生感应电动势中产生感应电动势闭合回路产生感应电流闭合回路产生感应电流MNMN通电，在通电，在abab激发的磁场中受到安培力的作用激发的磁场中受到安培力的作用
