2.2法拉第電磁感應(yīng)定律-2024-2025學(xué)年高二物理同步課堂（教科版2019選擇性必修第二冊）

第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律教科版（2019）高中物理選擇性必修第二冊第二章電磁感應(yīng)及其應(yīng)用新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律（1）什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象？（2）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？（3）下圖所示的兩個(gè)電路，閉合電路，電流表指針都能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，請比較兩個(gè)電路的異同。由磁生電的現(xiàn)象。

閉合回路的磁通量發(fā)生變化切割電動勢試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路有何異同？甲NSG乙

v

相同點(diǎn)：兩電路都是閉合的，有電流不同點(diǎn)：甲中有電池（電源）,乙中有螺線管（相當(dāng)于電源）產(chǎn)生電動勢的線圈相當(dāng)于電源新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢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（E）。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：只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。3、方向判斷：在內(nèi)電路中，由電源的負(fù)極指向正極，跟內(nèi)電路的電流方向一致。①有感應(yīng)電流一定存在感應(yīng)電動勢；②有感應(yīng)電動勢不一定存在感應(yīng)電流。新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢猜想：感應(yīng)電動勢的大小可能跟磁通量的變化快慢有關(guān)。新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢磁通量變化量?Φ

=Φ2

–Φ1

則在?t=t2-t1時(shí)間內(nèi)，磁通量的變化率分析總結(jié)：設(shè)在t1時(shí)刻的磁通量為Φ1，在t2時(shí)刻的磁通量為Φ2，實(shí)驗(yàn)結(jié)論：感應(yīng)電動勢的大小由磁通量變化率決定。新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢

1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，與穿過這一電路的磁通量變化率成正比。

2、表達(dá)式：

采用國際單位制的單位，比例系數(shù)

，表達(dá)式寫成

。

當(dāng)線圈有n匝，則可以看成由n個(gè)單匝線圈串聯(lián)而成，穿過每匝線圈的磁通量變化率是相同的，表達(dá)式為：

。

3、感應(yīng)電動勢的單位：伏特（V）新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢公式

的變形：

新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：（v是相對于磁場的速度）導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動勢如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體bc長L，處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，bc以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。

新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢若導(dǎo)體運(yùn)動方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角(導(dǎo)體斜切磁感線)【注意】1、導(dǎo)線運(yùn)動方向和磁感線平行時(shí),E=0。2、導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效長度(如果不是直導(dǎo)線，則L為導(dǎo)體首尾相連的線段在垂直于速度方向上的投影)。3、速度v為平均值(瞬時(shí)值),E就為平均值(瞬時(shí)值)。（θ為v與B夾角）

新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢（1）公式

和

公式有何區(qū)別？區(qū)別研究對象物理意義使用范圍一個(gè)回路在磁場中運(yùn)動的一段導(dǎo)體求的是

時(shí)間內(nèi)的平均電動勢若速度為平均速度，求的是平均時(shí)電動勢；若速度為瞬時(shí)速度，求的是瞬時(shí)電動勢。普遍性只適用于一段導(dǎo)體切割磁感線的情況新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢【例題1】設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒MN的長度為l，在水平外力作用下以速度v水平向右勻速運(yùn)動，電阻值為R，不計(jì)其它電阻和摩擦。①導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動勢？回路中的感應(yīng)電流？感應(yīng)電動勢E=Blv感應(yīng)電流ER導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢②在時(shí)間t內(nèi)，電路中產(chǎn)生多少電能？電路中產(chǎn)生的電能③導(dǎo)體棒受到的安培力的大??？方向？安培力與v反向④作用在導(dǎo)體棒上的外力F的大?。糠较?？外力與v同向F安F新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢⑥運(yùn)動過程中，外力做功、安培力做功與電路

中產(chǎn)生的電能有什么關(guān)系？綜合②⑤分析：外力做功等于克服安培力做功，等于電路中產(chǎn)生的電能。⑤在時(shí)間t內(nèi)，外力F做功？安培力

做功？外力做功安培力做功F安F導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢新課引入感應(yīng)電動勢影響因素電磁感應(yīng)定律切割電動勢1．有一個(gè)1000匝的線圈，在0.4s內(nèi)穿過每匝線圈的磁通量從0.02Wb增加到0.09Wb，求線圈中的感應(yīng)電動勢。如果線圈的電阻是10?，把它跟一個(gè)電阻值為990?的電阻串聯(lián)組成閉合回路時(shí)，通過該電阻的電流是多大？課堂練習(xí)2．如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是(

)A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向B課堂練習(xí)3.如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動。桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都忽略不計(jì)。開始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則(

)A．ef將減速向右運(yùn)動，但不是勻減速運(yùn)動，最后停止B．ef將勻減速向右運(yùn)動，最后停止C．ef將勻速向右運(yùn)動D．ef將往返運(yùn)動A課堂練習(xí)4．如圖甲所示，在一個(gè)正方形金屬線圈區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向與線圈平面垂直。金屬線圈所圍的面積S＝200cm2，匝數(shù)n＝1000，線圈電阻r＝2.0Ω。線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路，電阻的阻值R＝8.0Ω。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，求：(1)t1