【物理 】法拉第电磁感应定律课件 2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

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1、人教版人教版 选择性必修第二选择性必修第二册册法拉第电磁感应定律 第二章 电磁感应（1 1）闭合电路）闭合电路利用磁场产生电流的现象利用磁场产生电流的现象问题问题1 1：什么叫电磁感应现象？：什么叫电磁感应现象？问题问题2 2：产生感应电流的条件是什么？：产生感应电流的条件是什么？（2 2）磁通量变化）磁通量变化思考思考:问题问题3 3：感应电流的大小跟哪些因素有关？感应电流的大小跟哪些因素有关？感应电流的大小与感应电流的大小与磁通量的变化率磁通量的变化率有关。有关。既然闭合电路中既然闭合电路中有感应电流有感应电流，这个电路中就，这个电路中就一定有电动势一定有电动势。甲甲NSG乙乙产生电动势的

2、那部分导体相当于电源产生电动势的那部分导体相当于电源 v01(1)(1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势感应电动势;(2)(2)条件：只要穿过电路的条件：只要穿过电路的磁通量发生变化磁通量发生变化，电路中，电路中就就产生感应电动势。产生感应电动势。与电路是否闭合无关与电路是否闭合无关。产生感应电动势的那部分导体产生感应电动势的那部分导体相当于相当于电源电源.有感应电流有感应电流一定一定存在感应电动势；存在感应电动势；有感应电动势有感应电动势不一定不一定存在感应电流。存在感应电流。一、感应电动势一、感应电动势1.内容：内容：闭合电路中感应电动势的

3、大小，跟穿过这一电路的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磁通量的变化率成正比。成正比。二、电磁感应定律：二、电磁感应定律：2.公式公式:单位：单位：V，且，且1V=1Wb/s。n为线圈的匝数（1 1）公式中取绝对值。注意注意：03(5)(5)-t图像图像/Wbt/s1 23012546/Wbt/s1 23012546图线斜率大小表示磁通量的变化率/Wbt/s1 23012546(1)(1)磁通量的变化是由面积变化引起时磁通量的变化是由面积变化引起时，BS，则，则(2)(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，磁通量的变化是由磁场变化引起时，BS，则则应用应用法拉法拉第电第电

4、磁感磁感应定应定律的律的两种两种情况情况例例1：有一个：有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。，求感应电动势。例例2：一个：一个100匝的线圈，在匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量内穿过它的磁通量从从0.01Wb增加到增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。二、导体切割磁感线运动时的感应电动势1 1、导体垂直切磁感线导体垂直切磁感线.B、l、v 两两垂直两两垂直;速度速度v为为平均值平均值(瞬时值瞬时值)，E就为就为平均值平均值(瞬时值瞬时值)；l指切割磁感线的指切割磁感线的有效长度有效长度

5、。例例3：如图，匀强磁场的磁感应电动势为如图，匀强磁场的磁感应电动势为B B，长为，长为L L的金属棒的金属棒abab在垂直于在垂直于B B的平面内运动，速度的平面内运动，速度v v与与L L成成角，求金属棒角，求金属棒abab产产生的感应电动势。生的感应电动势。abvE=B(E=B(LsinLsin)V V有效长度：导线在有效长度：导线在垂直速度方向垂直速度方向上的上的投影投影长度长度例例4：半径为半径为R R的半圆形导线在匀强磁场的半圆形导线在匀强磁场B B中，以速度中，以速度V V向右匀速向右匀速运动时，运动时，求半圆形导线产生的感应电动势求半圆形导线产生的感应电动势E E。RE=E=B

6、 B2R2RV V有效长度有效长度：弯曲：弯曲导线在导线在垂直速度方向垂直速度方向上上的的投影投影长度长度例例5：如图：如图,一个水平放置的导体框架一个水平放置的导体框架,宽度宽度L=1.50m,接有电阻接有电阻R=0.20,设匀强磁场和框架平面垂直设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度磁感应强度B=0.40T,方方向如图向如图.今有一导体棒今有一导体棒ab跨放在框架上跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体框架及导体ab电阻均不计电阻均不计,当当ab以以v=4.0m/s的速度向右匀速滑的速度向右匀速滑动时，试求：动时，试求：(1)导体导体ab上的感应电动势的大小上的感

7、应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小回路上感应电流的大小vBv2v12.2.导体斜切磁感线导体斜切磁感线（为为v与与B夹角）夹角）当当vB时，时，E最大最大当当v/B时时，E=0（无切割）（无切割）3.3.导体转动切割磁感线导体转动切割磁感线法拉第圆盘发电机法拉第圆盘发电机1831年年10月月28日日 例例6：如如图图所所示示，半半径径为为r的的金金属属圆圆盘盘在在垂垂直直于于盘盘面面的的匀匀强强磁磁场场(磁磁感感应应强强度度为为B)中中，绕绕O轴轴以以角角速速度度沿沿逆逆时时针针方方向向匀匀速速转转动动，则通过电阻则通过电阻R的电流的方向和大小是的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计金

8、属圆盘的电阻不计)例例7：有一面积：有一面积 S 100 cm2 的金属环，电阻的金属环，电阻 R 0.1，环中磁场环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在 t1t2 时间内时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？通过金属环某一截面的电荷量为多少？如图所示，导线做切割磁感线运动，能量是如何转化的如图所示，导线做切割磁感线运动，能量是如何转化的？所产生的电能与克服安培力所做的功之间有什么关系？所产生的电能与克服安培力所做的功之间有什么关系？在导线做切割磁感线的运动中，产生的电在导线做切割磁感线的运动中，产生的电能是通过其他外力克服安培力做功

9、转化而来的，能是通过其他外力克服安培力做功转化而来的，克服安培力做了多少功，就有多少电能产生克服安培力做了多少功，就有多少电能产生.这些电能又通过电流做功，转化为其他式的能，这些电能又通过电流做功，转化为其他式的能，整个过程遵守能量守恒定律整个过程遵守能量守恒定律。元物理23形成感应电流形成感应电流后后，在在t t内通过某一截面的电荷量内通过某一截面的电荷量(感应电荷量感应电荷量)一定要用平均电动势和平均电流计算其他形式的能量如机械能电流做功焦耳热或其他形式的能量电能克服安培力做功1、关于电磁感应，下述说法中正确的是、关于电磁感应，下述说法中正确的是()A、穿过线圈的磁通量越大、穿过线圈的磁通

10、量越大,感应电动势越大感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零感应电动势一定为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大感应电动势越大D、穿过线圈的磁通量变化越快、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大感应电动势越大课堂练习/10-2Wbt/sA B D0120.12、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：()A、线圈中、线圈中0时刻感应电动势最大时刻感

11、应电动势最大 B、线圈中、线圈中D时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零 C、线圈中、线圈中D时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大 D、线圈中、线圈中0到到D时间内平均感应电动势时间内平均感应电动势为为0.4V3、如图所示，如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻端接有定值电阻R，金属棒，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良斜放在两导轨之间，与导轨接触良好磁感应强度为好磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为导轨接触点之间的距离为l，金属棒与两导轨间的夹角，金

12、属棒与两导轨间的夹角60，金，金属棒以速度属棒以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和金属棒的电阻，则水平向右匀速运动，不计导轨和金属棒的电阻，则通过金属棒的电流为通过金属棒的电流为()4、如图、如图,水平面上有两根相距水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨的足够长的平行金属导轨MN和和PQ,它们的电阻不计它们的电阻不计,在在M和和P之间接有之间接有R=3.0的定值电阻的定值电阻,导体棒长导体棒长ab=0.5m,其电阻为其电阻为r=1.0,与导轨接触良好与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中下的匀强磁场中,B=0.4T.现使现使ab以以v=10ms的速

13、度向右做匀速运动的速度向右做匀速运动.(1)ab中的电流多大中的电流多大?ab两点间的电压多大两点间的电压多大?(2)维持维持ab做匀速运动的外力多大做匀速运动的外力多大?(3)ab向右运动向右运动1m的过程中的过程中,外力做的功是多少外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少电路中产生的热量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V5、如如图所示，在磁感应强度为图所示，在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中，的匀强磁场中，有一长为有一长为0.5 m、电阻为、电阻为1.0 的导体的导体AB在金属框架上在金属框架上以以 10 m/s的速度向右滑动，的速度向右滑动，R1R22.0，其他电阻，其他电阻不计，求流过不计，求流过AB的电流的电流I.