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（2019）選擇性必修第二冊(cè)

問題：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。感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)？新課導(dǎo)入第2節(jié)

法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)論：感應(yīng)電流大小與磁通量變化的快慢有關(guān)。學(xué)習(xí)任務(wù)一

法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)任務(wù)一[科學(xué)探究]玻璃管實(shí)驗(yàn)裝置：強(qiáng)磁鐵線圈電流計(jì)主要實(shí)驗(yàn)步驟：1、感應(yīng)電流大小與相同時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化大小的關(guān)系2、感應(yīng)電流大小與磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系3、感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系探究：穿過線圈的磁通量變化快慢與感應(yīng)電流大小的關(guān)系實(shí)驗(yàn)過程：磁鐵個(gè)數(shù)指針指示值1個(gè)

1、感應(yīng)電流大小與相同時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化大小的關(guān)系15

31？

感應(yīng)電流大小與磁鐵個(gè)數(shù)成正比？2個(gè)線圈匝數(shù)：200下落高度：30厘米探究：穿過線圈的磁通量變化快慢與感應(yīng)電流大小的關(guān)系探究：穿過線圈的磁通量變化快慢與感應(yīng)電流大小的關(guān)系下落高度指針指示值10厘米

2.感應(yīng)電流大小與磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系：18

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？感應(yīng)電流大小與磁鐵運(yùn)動(dòng)速度成正比？40厘米線圈匝數(shù)：200磁鐵個(gè)數(shù)：2個(gè)探究：穿過線圈的磁通量變化快慢與感應(yīng)電流大小的關(guān)系線圈匝數(shù)指針指示值100

3、感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系：15

31

？感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)成正比？200磁鐵個(gè)數(shù)：2個(gè)下落高度：30厘米德國物理學(xué)家紐曼、韋伯在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，于1845年和1846年先后指出電磁感應(yīng)的規(guī)律。Φ變化的快慢不同Φ都發(fā)生了變化都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I)大小不等磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大。磁通量的變化快慢越大?從條件上看從結(jié)果上看相同不同1.內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。（一匝線圈）（n匝線圈）串聯(lián)

當(dāng)電動(dòng)勢單位為v,磁通量單位為Wb，時(shí)間單位為s時(shí)，K的取值為1。二.法拉第電磁感應(yīng)定律①磁通量的變化是由磁場變化引起時(shí)，ΔΦ＝ΔB·S，則②磁通量的變化是由面積變化引起時(shí)，ΔΦ＝B·ΔS，則③如果磁通量的變化是由面積和磁場變化共同引起時(shí)，則根據(jù)定義求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，有3.應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的三種情況問題1：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問題2：磁通量變化大,磁通量的變化一定快嗎?[物理觀念]辨析磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率1、磁通量：2、磁通量的變化量：

3、磁通量的變化率：

類似于：學(xué)習(xí)任務(wù)一

法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)任務(wù)一

學(xué)習(xí)任務(wù)一D學(xué)習(xí)任務(wù)一

學(xué)習(xí)任務(wù)一[科學(xué)推理]如圖所示,閉合回路的一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ab的長度為l,ab以速度v勻速切割磁感線,如何根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律研究回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢?學(xué)習(xí)任務(wù)二

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢學(xué)習(xí)任務(wù)二

導(dǎo)線斜切磁感線情況如果導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身是垂直的，但與磁感線方向有一個(gè)夾角θ時(shí)，可以將速度v進(jìn)行分解。（有效切割速度）（只切不割，不產(chǎn)生E感

）學(xué)習(xí)任務(wù)二

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢學(xué)習(xí)任務(wù)二[科學(xué)推理]切割的有效長度問題××××××××××××××××v投影投影（式中的L指的是有效長度）當(dāng)導(dǎo)線和磁場方向垂直時(shí)，導(dǎo)線的有效長度等于導(dǎo)線端點(diǎn)之間的連線在垂直于速度方向上的投影。學(xué)習(xí)任務(wù)二

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢學(xué)習(xí)任務(wù)二[科學(xué)推理]①導(dǎo)體棒以v1向右運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力F1什么方向？②正電荷向什么方向運(yùn)動(dòng)？③以v2向上運(yùn)動(dòng)，受不受洛倫茲力F2？F1=qv1B，向上思考：設(shè)正電荷為自由電荷正電荷除了向右運(yùn)動(dòng)，還要向上運(yùn)動(dòng)向上受洛倫茲力F2=qv2B，向左××××B

××××××××××××××××v1F1=qv1Bv2F2=qv2B－－＋＋電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力思考與討論④F1、F2各做什么功？F1做正功、F2做負(fù)功洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功××××B

××××××××××××××××v1F1=qv1Bv2F2=qv2B－－＋＋F洛v做功代數(shù)和為0.思考與討論－＋F洛＋＋－－F洛F電＋①合運(yùn)動(dòng)是斜向上的。（D到C）②當(dāng)F洛=F電時(shí)，不再移動(dòng)。③C端電勢高，相當(dāng)于電源正極。①導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫動(dòng)生電動(dòng)勢。②非靜電力是洛倫茲力提供③導(dǎo)體棒就相當(dāng)于電源④導(dǎo)體棒還會(huì)受到安培力的作用F安如圖所示，長為l的導(dǎo)體棒在磁場中繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則AC在切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是多大？導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線學(xué)習(xí)任務(wù)二

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢學(xué)習(xí)任務(wù)二[科學(xué)推理]方法1：設(shè)經(jīng)過時(shí)間Δt，導(dǎo)體棒掃過的面積為ΔS，轉(zhuǎn)過的角度為Δθ，則Δθ＝ω·Δt轉(zhuǎn)過的弧長為Δθ·l＝ωlΔt導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線學(xué)習(xí)任務(wù)二

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢學(xué)習(xí)任務(wù)二[科學(xué)推理]導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線ωAOA'方法2：長為L的導(dǎo)體棒OA以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以用平均速度來計(jì)算。對(duì)桿：平均速度故：學(xué)習(xí)任務(wù)二

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢學(xué)習(xí)任務(wù)二[科學(xué)推理]（1）線圈處于如圖所示位置（2）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過θ時(shí)，電動(dòng)勢拓展2.：線圈繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n，求E。線圈繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n，求E。（3）線圈以圖示情形運(yùn)動(dòng)時(shí)BLωO'Ol1l2E1E2線圈以此位置為初始位置，經(jīng)過時(shí)間t,轉(zhuǎn)過角度ωt時(shí)：1、適用于線圈繞垂直于磁場的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，與軸的位置無關(guān)。2、與線圈平面形狀無關(guān)3、線圈從平行于磁場的位置開始計(jì)時(shí)3.感應(yīng)電荷量：磁鐵快插慢插，產(chǎn)生的感應(yīng)電荷量相同，與時(shí)間無關(guān)

學(xué)習(xí)任務(wù)二B

學(xué)習(xí)任務(wù)二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的公式的選用技巧學(xué)習(xí)任務(wù)二切割方式電動(dòng)勢表達(dá)式說明垂直切割E=Blv①導(dǎo)體與磁場方向垂直②磁場為勻強(qiáng)磁場傾斜切割E=Blvsinθ,其中θ為v與B的夾角旋轉(zhuǎn)切割①以中點(diǎn)為軸時(shí),E=0②以端點(diǎn)為軸時(shí),E=Bωl2③以任意點(diǎn)為軸時(shí),E=Bω(-)(l1>l2)課堂小結(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.導(dǎo)線與磁感線方向夾角θ時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢E＝Blvsinθ導(dǎo)線垂直于磁場方向運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢E

＝Blv

課后習(xí)題1.有一個(gè)1000匝的線圈，在0.4s內(nèi)通過它的磁通量從0.02Wb增加到0.09Wb，求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。如果線圈的電阻是10Ω，把一個(gè)電阻為990Ω的電熱器連接在它的兩端，通過電熱器的電流是多大？課后習(xí)題2.當(dāng)航天飛機(jī)在環(huán)繞地球的軌道上飛行時(shí)，從中釋放一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機(jī)速度相同，兩者用導(dǎo)電纜繩相連。這種衛(wèi)星稱為繩系衛(wèi)星，利用它可以進(jìn)行多種科學(xué)實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有一繩系衛(wèi)星在地球赤道上空沿東西方向運(yùn)行。衛(wèi)星位于航天飛機(jī)的正上方，它與航天飛機(jī)之間的距離是20.5km，衛(wèi)星所在位置的地磁場B＝4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飛機(jī)和衛(wèi)星的運(yùn)行速度都是7.6km/s，求纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢。課后習(xí)題3.動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)如圖2.2-5所示。線圈圓筒安放在永磁體磁極間的空隙中，能夠在空隙中左右運(yùn)動(dòng)。音頻電流通進(jìn)線圈，安培力使線圈左右運(yùn)動(dòng)。紙盆與線圈連接，隨著線圈振動(dòng)而發(fā)聲。這樣的揚(yáng)聲器能不能當(dāng)作話筒使用？也就是說，如果我們對(duì)著紙盆說話，揚(yáng)聲器能不能把聲音變成相應(yīng)的電流？為什么？課后習(xí)題4.如圖2.2-6，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢是否變化？為什么？設(shè)線圈的兩個(gè)邊長分別是l1和l2，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度是ω，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。試證明：在圖示位置時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為E＝BSω，式中1＝l1l2，為線圈面積。課后習(xí)題5.圖2.2-7是電磁流量計(jì)的示意圖。圓管由非磁性材料制成，空間有勻強(qiáng)磁場。當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時(shí)，測出管壁上M、N兩點(diǎn)間的電勢差U，就可以知道管中液體的流量Q——單位時(shí)間內(nèi)流