人教版高中物理選擇性必修第二冊(cè)課件2.2《法拉第電磁感應(yīng)定律》

1、人教版人教版 選擇性必修第二冊(cè)選擇性必修第二冊(cè)2.1法拉第電磁感應(yīng)定律（1 1）閉合電路）閉合電路利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問題問題1 1：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？問題問題2 2：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？（2 2）磁通量變化）磁通量變化思考思考: :問題問題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同 既然閉合電路中既然閉合電路中有感應(yīng)電流有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)一定有電動(dòng)勢(shì)。甲甲NSG乙乙產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量

2、發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)？問題 請(qǐng)你猜想一下6.磁通量的變化率猜想感應(yīng)電流的大小跟這些因素有關(guān)1.磁場(chǎng)強(qiáng)弱2.運(yùn)動(dòng)速度3.線圈匝數(shù)4.磁場(chǎng)方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向5.磁通量大小實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，線圈的兩端與電壓表相連。將強(qiáng)磁體從長(zhǎng)玻璃管上端由靜止下落，穿過線圈。分別使線圈距離上管口20cm、30cm、40cm和50cm,記錄電壓表的示數(shù)以及發(fā)生的現(xiàn)象。分別改變線圈的匝數(shù)、磁體的強(qiáng)度，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，得出定性的結(jié)論。1. 內(nèi)容：內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率通量變化率 / t 成正比。成正比

3、。一、電磁感應(yīng)定律：一、電磁感應(yīng)定律：tkE當(dāng)電動(dòng)勢(shì)單位為V,磁通量單位為Wb，時(shí)間單位為s時(shí)，K的取值為1.tnE當(dāng)線圈為n匝時(shí)ot2.2.法拉第電磁感應(yīng)定律的理解法拉第電磁感應(yīng)定律的理解問題問題1：磁通量大：磁通量大,磁通量變化一定大嗎磁通量變化一定大嗎?問題問題2：磁通量變化大：磁通量變化大,磁通量的變化率一定大嗎磁通量的變化率一定大嗎?(可以類比速度、速度的變化和加速度可以類比速度、速度的變化和加速度.) 磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關(guān)無直接關(guān)系系:磁通量大磁通量大(小小,零零)，磁通量的變化率不一定大，磁通量的變化率不一定大(小小,零

4、零);磁磁通量的變化大通量的變化大(小小)，磁通量的變化率不一定大，磁通量的變化率不一定大(小小).思考與討論思考與討論 物理意義物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)與電磁感應(yīng)關(guān)系系磁通量磁通量（狀（狀態(tài)量）態(tài)量）穿過回路的磁感穿過回路的磁感線的條數(shù)線的條數(shù)多少多少無直接關(guān)系無直接關(guān)系磁 通 量 變 化磁 通 量 變 化（過程量）（過程量）穿過回路的磁通穿過回路的磁通量量變化變化了多少了多少產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的動(dòng)勢(shì)的條件條件磁通量變化率磁通量變化率/t/t穿過回路的穿過回路的磁通磁通量量變化的快慢變化的快慢 決定決定感應(yīng)電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的動(dòng)勢(shì)的大小大小理解理解:、/t的意義的意義(1)磁通量的變化是由面積變

5、化引起時(shí)，BS，則(2)磁通量的變化是由磁場(chǎng)變化引起時(shí)，BS，則(3)磁通量的變化是由面積和磁場(chǎng)變化共同引起時(shí)，則根據(jù)定義求，末初例題例題1：有一個(gè)：有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過它的磁通匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 V25V5 . 050tnE例題例題2：一個(gè)：一個(gè)100匝的線圈，在匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過它的磁內(nèi)穿過它的磁通量從通量從0.01Wb增加到增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)。V16V5 . 001. 0-09. 0100tnE二、導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)SLsEBBBLvt

6、tt1 1、導(dǎo)體垂直切磁感線導(dǎo)體垂直切磁感線.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。2.2.導(dǎo)體斜切磁感線導(dǎo)體斜切磁感線sin1BLvBLvE（為為v與與B夾角）夾角） 若若v/B：E=0（無切割）（無切割）LvB 公式公式BLv中的中的L指的是切割磁感線的有效長(zhǎng)度。指的是切割磁感線的有效長(zhǎng)度。在上圖中在上圖中E=BLv，L是圓弧切割磁感線的有效長(zhǎng)度。是圓弧切割磁感線的有效長(zhǎng)度。L應(yīng)指切割磁感線的有效長(zhǎng)度應(yīng)指切割磁感線的有效長(zhǎng)度練：求下面圖示情況下，練：求下面圖示情況下，a a、b b、c c三段導(dǎo)體兩端的三段導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)各為多大？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)各為多大？ 練練2：如圖：如圖,一個(gè)水平放

7、置的導(dǎo)體框架一個(gè)水平放置的導(dǎo)體框架,寬度寬度L=1.50m,接有電阻接有電阻R=0.20,設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)和框架平面垂直設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)和框架平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T,方方向如圖向如圖.今有一導(dǎo)體棒今有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上跨放在框架上,并能無摩擦地沿框滑動(dòng)并能無摩擦地沿框滑動(dòng),框架及導(dǎo)體框架及導(dǎo)體ab電阻均不計(jì)電阻均不計(jì),當(dāng)當(dāng)ab以以v=4.0m/s的速度向右勻速滑的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：動(dòng)時(shí)，試求：(1)導(dǎo)體導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(2)回路上感應(yīng)電流的大小回路上感應(yīng)電流的大小E=BLv=0.80VA0 . 4rREI3.3.導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)

8、切割磁感線導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒OA以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)221LBEAOA如圖導(dǎo)體棒CD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。自由電荷受洛倫茲力，自由電荷相當(dāng)于紙面向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？（認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷是正電荷）導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否總會(huì)沿著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)？為什么？導(dǎo)體棒哪段的電勢(shì)比較高？思考與討論一段導(dǎo)線在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，通過上面的分析可以看到，這時(shí)的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電路中有電流通過，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到安培力的作用?？梢耘袛?，安培力的方向與推動(dòng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的力的方向是相反的。這時(shí)即使導(dǎo)體

9、棒做勻速運(yùn)動(dòng)，推力也做功。如果沒有推力的作用，導(dǎo)體棒將克服安培力做功而消耗本身的機(jī)械能1、關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說法中正確的是、關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說法中正確的是( )A、穿過線圈的磁通量越大、穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大B、穿過線圈的磁通量為零、穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零C、穿過線圈的磁通量的變化越大、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D、穿過線圈的磁通量變化越快、穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D注意注意:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與與、 /t的關(guān)系的關(guān)系課堂練習(xí)/10- -2Wbt/sA B D012

10、0.12、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)。若、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)。若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則：線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則：( )A、線圈中、線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B、線圈中、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 C、線圈中、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D、線圈中、線圈中0到到D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為為0.4VABD斜率表示斜率表示的變化率的變化率3、在磁感應(yīng)強(qiáng)度為、在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框有一矩形線框,

11、邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)ab=L1,bc=L2線框繞中心軸線框繞中心軸00以角速度以角速度由圖示位置逆時(shí)針方向由圖示位置逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。求轉(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過線圈轉(zhuǎn)過1/4周周的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)線圈轉(zhuǎn)過線圈轉(zhuǎn)過1/2周周的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B00adcb212LBLE 212LBLE 4、如圖、如圖,水平面上有兩根相距水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和和PQ,它們的電阻不計(jì)它們的電阻不計(jì),在在M和和P之間接有之間接有R=3.0的定值電阻的定值電阻,導(dǎo)體棒長(zhǎng)導(dǎo)體棒長(zhǎng)ab=0.5m,其電阻為其電阻為r=1.0,與導(dǎo)軌接觸良好與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B=0.4T.現(xiàn)使現(xiàn)使ab以以v=10ms的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng).(1)ab中的電流多大中的電流多大? ab兩點(diǎn)間的電壓多大兩點(diǎn)間的電壓多大?(2)維持維持ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力多大做勻速運(yùn)動(dòng)的外力多大?(3)ab向右運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)1m的過程中的過程中, 外力做的功是多少外力做的功是多少?電路中產(chǎn)生的熱量是多少電路中產(chǎn)生的熱量是多少? RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=