高中物理(新教材)選修二課件4：2-2-法拉第電磁感應(yīng)定律 人教版

第二章電磁感應(yīng)2法拉第電磁感應(yīng)定律1.通過電動勢的概念分析,知道感應(yīng)電動勢的概念2.理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容3.會計算導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢4.能夠運用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計算感應(yīng)電動勢的大小學習目標一、感應(yīng)電動勢定義：當閉合電路中磁通量發(fā)生變化時，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則必然有電動勢，此電動勢叫感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生條件：不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．新知探究產(chǎn)生感應(yīng)電動勢部分的電路特點產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路相當于電源，屬內(nèi)電路，電流由電勢較低處流向電勢較高處．一般分兩種情況：一種是部分導(dǎo)體在磁場中切割磁感線而成為電源；一種是導(dǎo)體圍成的面積上有磁通量的變化(如磁感應(yīng)強度變化或有效面積變化)而成為電源．感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流的關(guān)系(1)電路中有感應(yīng)電流時，一定有感應(yīng)電動勢．(2)電路中有感應(yīng)電動勢時，不一定有感應(yīng)電流．如圖所示，當磁感應(yīng)強度變化時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，但由于線圈是不閉合的，線圈中無感應(yīng)電流．二、電磁感應(yīng)定律

單位：電動勢E的單位是伏（V）、磁通量Φ的單位是韋伯（Wb）、時間t的單位是秒（s）(1)公式中各量的單位要用國際制單位；(2)公式中ΔΦ，ΔΦ/Δt均取絕對值，該公式只要求出大小就可以，不考慮正負．磁通量Φ，磁通量的變化量，磁通量的變化率的比較

典例精析三、導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢公式推導(dǎo)情景1：把矩形線框abcd放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場里，線框平面跟磁感線垂直．線框可動部分ab的長度是l，以速度v向右運動．新知探究推導(dǎo)過程：設(shè)在Δt時間內(nèi)可動部分由ab運動至a′b′，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝ΔΦ/Δt ①ΔΦ＝BΔS ②ΔS＝lvΔt ③由上述方程可以推出：E＝Blv情景2：若導(dǎo)體運動方向跟導(dǎo)體本身垂直，但跟磁感線方向有一夾角θ，導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動勢的大小又是多大？推導(dǎo)過程：分解v，平行B的速度分量v2＝vcosθ，沒有切割，無感應(yīng)電動勢；垂直B的速度分量v1＝vsinθ，切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝Blvsinθ.結(jié)論：導(dǎo)體切割磁感線時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小，跟磁感應(yīng)強度B、導(dǎo)線長度l、運動速度v以及運動方向和磁感應(yīng)強度方向的夾角θ的正弦sinθ成正比．公式：E＝Blvsinθθ為速度方向和磁感應(yīng)強度方向的夾角(1)當導(dǎo)體運動方向與磁場方向平行時，即θ＝0時，E＝0，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．(2)當導(dǎo)體運動方向與磁場方向垂直時，即θ＝90°時，E＝Blv.公式：E＝Blvsinθθ為速度方向和磁感應(yīng)強度方向的夾角(1)當導(dǎo)體運動方向與磁場方向平行時，即θ＝0時，E＝0，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．(2)當導(dǎo)體運動方向與磁場方向垂直時，即θ＝90°時，E＝Blv.對E＝Blvsinθ的理解(1)該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個推論,通常用來求導(dǎo)體運動速度為v時的瞬時電動勢,若v為平均速度,則E為平均電動勢．(2)當B、l、v三個量方向相互垂直時,E＝Blv；當有任意兩個量的方向平行時,E＝0.(3)式中的l應(yīng)理解為導(dǎo)體切割磁感線時的有效長度．如圖所示,導(dǎo)體切割磁感線的情況應(yīng)取與B和v垂直的等效直線長度,即ab的弦長．(4)該式適用于導(dǎo)體平動時，即導(dǎo)體上各點的速度相等時．(6)公式中的v應(yīng)理解為導(dǎo)線和磁場的相對速度，當導(dǎo)線不動而磁場運動時，也有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生．例2

如圖所示,在水平方向的勻強磁場中,將一導(dǎo)體棒以初速度v0水平向右拋出,設(shè)整個過程中,棒始終平動且不計空氣阻力,試分析金屬棒在運動過程中產(chǎn)生電動勢大小的變化情況,并畫出電動勢隨時間變化的圖線．點撥:對E=Blv,必須明確v是垂直于B和l的速度大?。馕?棒水平拋出做平拋運動,據(jù)平拋運動的規(guī)律知vx=v0①

vy=gt②而v0平行于磁場,不切割磁感線,只有vy切割磁感線．據(jù)電動勢公式得E=Blvy(其中l(wèi)為導(dǎo)體棒的長度)③聯(lián)立②③得E=Blgt所以在運動過程中,電動勢E隨時間逐漸增大．即E-t圖像為過原點的直線,如圖所示．典例精析

新知探究

ACD典例精析

備用工具&資料

ACD典例精析

新知探究一、感應(yīng)電動勢定義：當閉合電路中磁通量發(fā)生變化時，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則必然有電動勢，此電動勢叫感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生條件：不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．新知探究二、電磁感應(yīng)定律

單位：電動勢E