2.2法拉第電磁感應(yīng)定律課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性2

第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律第二章

電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1新課講解3新課導(dǎo)入2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)

新課導(dǎo)入

問題：如果圖中所示兩個電路都是閉合的，電路中有沒有電流？當(dāng)電路(b)中有電流時(shí)，哪部分相當(dāng)于電源？閉合后，電路(a)中有電流，并在條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，電路（b）中有電流電路(b)中的線圈相當(dāng)于電源新課導(dǎo)入

思考：如圖所示，當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。那么，感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)呢？新課講解

一、感應(yīng)電動勢

1.定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢①產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源②產(chǎn)生條件：穿過電路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān)③方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用楞次定律結(jié)合安培定則或右手定則判斷產(chǎn)生電動勢的線圈相當(dāng)于電源磁通量變化的大小？磁通量變化量的快慢？（1）感應(yīng)電動勢的大小可能跟哪些因素有關(guān)呢？（2）進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)，思考一下，電壓表的示數(shù)大，說明了什么？思考電流表的示數(shù)變大說明產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大。實(shí)驗(yàn)探究：影響感應(yīng)電動勢大小的因素以不同的速度將條形磁鐵插入螺線管，觀察電壓表的示數(shù)。會觀察到什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？說明了什么思考

將條形磁鐵慢速插入螺線管中，電流表偏轉(zhuǎn)較小

慢速插入實(shí)驗(yàn)探究：影響感應(yīng)電動勢大小的因素

將條形磁鐵快速插入螺線管中，電亞表偏轉(zhuǎn)較大

快速插入實(shí)驗(yàn)探究：影響感應(yīng)電動勢大小的因素自主探究假如改變條形磁鐵的數(shù)量，以同樣的速度插入螺線管，觀察電流表的示數(shù)。會觀察到什么樣的現(xiàn)象？說明了什么？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：以同樣的速度插入螺線管，磁鐵條數(shù)多的產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大。說明了相同時(shí)間內(nèi)，磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。假如改變螺線管的匝數(shù)，以同樣的速度插入螺線管，觀察電流表的示數(shù)。又會觀察到什么樣的現(xiàn)象？探究若將導(dǎo)體棒以不同的速度切割磁感線，會觀察到什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？說明了什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)論：影響感應(yīng)電動勢大小的因素①感應(yīng)電動勢的大小，與條形磁鐵插入或拔出螺線管的速度大小有關(guān)。速度越大，產(chǎn)生的電動勢越大。②感應(yīng)電動勢的大小，與導(dǎo)體棒切割磁感線的速度大小有關(guān)。速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。③感應(yīng)電動勢的大小，與螺線圈的線圈匝數(shù)有關(guān)。匝數(shù)越多，產(chǎn)生的電動勢越大。總結(jié)：感應(yīng)電動勢的大小跟閉合電路的磁通量的變化率有關(guān)。磁通量的變化率大，感應(yīng)電動勢就大。電磁感應(yīng)定律

二、法拉第電磁感應(yīng)定律

1.內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。2.表達(dá)式：其中，

表示磁通量變化的快慢，n為線圈的匝數(shù)思考

的區(qū)別是什么？物理意義與感應(yīng)電動勢關(guān)系穿過回路的磁感應(yīng)線的條數(shù)多少無直接關(guān)系穿過回路的磁感應(yīng)量變化了多少產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件闖過回路的磁通量變化的快慢決定感應(yīng)電動勢的大小3.應(yīng)用電磁感應(yīng)定律大，

不一定大大，不一定大

大小決定感應(yīng)電動勢的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度變化面積變化

圖像上切線斜率表示探究導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢已知：使用導(dǎo)體棒切割磁感線，導(dǎo)體棒中（無論是否形成回路）可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。并且速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。那么該如何計(jì)算回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小呢？思考①閉合電路MNCD②導(dǎo)體MN處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B③MN的長度為l，速度為v試求導(dǎo)體切割磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢PS法拉第電磁感應(yīng)定律的公式

進(jìn)階嘗試導(dǎo)體切割磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的公式

解析

經(jīng)典例題1.下列選項(xiàng)所示的四種磁場變化情況，能產(chǎn)生如圖所示的電場的是()CA.B.C.D.解析：題圖可知，產(chǎn)生的是恒定的電場，根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，只有磁場隨著時(shí)間均勻變化才會產(chǎn)生恒定的電場，故C正確，A、B、D錯誤.經(jīng)典例題

AA.B.C.D.解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，

，A正確.3.三個用同樣的細(xì)導(dǎo)線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長與圓線框的直徑相等，圓線框的半徑與正六邊形線框的邊長相等，如圖所示.把它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線性變化的同一勻強(qiáng)磁場中，線框所在平面均與磁場方向垂直，正方形、圓形和正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為

、

和

.則(

)CA.B.C.D.解析：設(shè)圓線框的半徑為r，則由題意可知正方形線框的邊長為2r，正六邊形線框的邊長為r；所以圓線框的周長為

，面積為

，正方形線框的周長和面積分別為

，正六邊形線框的周長和面積分別為

，三線框材料粗細(xì)相同，根據(jù)電阻定律

，可知三個線框電阻之比為，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

，電流之比即為

之比，可得電流之比為

，即

，故C正確.1.如圖所示的半圓形閉合線圈半徑為a，電阻為R.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場.線圈以速度v向右勻速進(jìn)入磁場，直徑CD始終與MN垂直.從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是()DA.感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針方向B.半圓形閉合線圈所受安培力方向向右C.感應(yīng)電動勢最大值為D.感應(yīng)電動勢平均值當(dāng)堂檢測解析：在半圓形閉合線圈進(jìn)入磁場的過程中，通過半圓形閉合線圈的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，且不變，根據(jù)“來拒去留”可知，半圓形閉合線圈所受安培力方向向左，故A、B錯誤；當(dāng)閉合線圈進(jìn)入磁場一半時(shí)，此時(shí)切割磁感線的有效長度最大，為a，感應(yīng)電動勢最大，為

，故C錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動勢平均值為2.如圖所示，邊長

、匝數(shù)為10匝的正方形導(dǎo)體線框abcd放置于墻角，線框平面與地面的夾角

.該區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向水平向右的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)將cd邊向右拉動，ab邊經(jīng)0.1s著地，在這個過程中線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小與感應(yīng)電流的方向?yàn)?)A.0.8V，方向?yàn)锽.0.8V，方向?yàn)镃.0.4V，方向?yàn)镈.0.4V，方向?yàn)镈解析：初狀態(tài)穿過線框abcd的磁通量

，末狀態(tài)穿過線框的磁通量

，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)楣蔄、B、C錯誤，D正確.3.圖示為手機(jī)及無線充電板的充電原理示意圖.為方便研究，現(xiàn)將問題簡化如下：設(shè)受電線圈的匝數(shù)為n，面積為S，電阻不計(jì)，若在時(shí)間

內(nèi)，磁場垂直于受電線圈平面向上穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度由

均勻增加到

.則()A.c點(diǎn)的電勢高于d點(diǎn)的電勢B.受電線圈中感應(yīng)電流方向由d到cC.d、c之間的電壓為D.若想增加c、d之間的電勢差，可以僅均勻增加送電線圈中的電流C解析：根據(jù)楞次定律知，從上往下看受電線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，受電線圈中感應(yīng)電流方向由c到d，所以c點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢，A、B錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知