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(1)2

第二章

電磁感應(yīng)第2節(jié)

法拉第電磁感應(yīng)定律新教材人教版物理（高中選擇性必修第二冊(cè)）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)？課堂引入磁鐵相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)得越快電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度越大感應(yīng)電流越大【初步猜想：與磁通量變化快慢有關(guān)（磁通量的變化率）】一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）NM螺線管相當(dāng)為電源定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)說明①電路閉合時(shí)②電路斷開時(shí)（1）產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源NSG有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有感應(yīng)電流。有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但無感應(yīng)電流。（3）電磁感應(yīng)現(xiàn)象（感應(yīng)電流）的實(shí)質(zhì)：V（2）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(dòng)勢(shì),

與電路是否閉合無關(guān)。I產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、法拉第電磁感應(yīng)定律探究：感應(yīng)電流大小與哪些因素有關(guān)玻璃管實(shí)驗(yàn)裝置強(qiáng)磁鐵線圈靈敏電流計(jì)

實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，線圈的兩端與靈敏電流計(jì)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,記錄靈敏電流計(jì)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。二、法拉第電磁感應(yīng)定律探究點(diǎn)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)系線圈匝數(shù)：200下落高度：30厘米磁鐵個(gè)數(shù)指針指示值1個(gè)2個(gè)

探究點(diǎn)2、感應(yīng)電流大小與磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系線圈匝數(shù)：200磁鐵個(gè)數(shù)：2個(gè)下落高度指針指示值10cm40cm15312040二、法拉第電磁感應(yīng)定律探究點(diǎn)3、感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系下落高度：30厘米磁鐵個(gè)數(shù)：2個(gè)線圈匝數(shù)指針指示值100200

德國(guó)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。通過該演示實(shí)驗(yàn)，感應(yīng)電流的大小與磁通量變化的快慢（磁通量的變化率）有關(guān)。總結(jié)：定量關(guān)系？1531二、法拉第電磁感應(yīng)定律（一匝線圈）（n匝線圈）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。2、公式：1、內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比?！菊f明】E為平均值，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極另行判斷。

(1)當(dāng)ΔΦ僅由B的變化引起時(shí)，則E＝＿；(2)當(dāng)ΔΦ僅由S的變化引起時(shí)，則E＝＿；(3)當(dāng)ΔΦ僅由B、S的變化同時(shí)引起時(shí)，則E＝＿。Δt→0瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)3、理解：Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義二、法拉第電磁感應(yīng)定律在Φ-t圖像中可用斜率表示二、法拉第電磁感應(yīng)定律擴(kuò)展：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（平動(dòng)）導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab以速度v勻速切割磁感線，其中B、L、v兩兩垂直，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。分析：回路在時(shí)間Δt內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔtv是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度適用條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線L、B、v相互垂直時(shí)①導(dǎo)體垂直切割磁感線②導(dǎo)體斜割磁感線對(duì)切割有貢獻(xiàn)．對(duì)切割無貢獻(xiàn)．所以：得：思考：二、法拉第電磁感應(yīng)定律注意：切割的有效長(zhǎng)度問題擴(kuò)展：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（平動(dòng)）1、表達(dá)式：總結(jié)（勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中θ為v與B夾角）①直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí),E=0②直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線垂直時(shí),且運(yùn)動(dòng)方向與直導(dǎo)線垂直,E=BLv2、速度v為平均值(瞬時(shí)值),E就為平均值(瞬時(shí)值)。導(dǎo)線垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的投影可以將速度v沿平行于桿和垂直于桿兩個(gè)方向分解，沿桿的運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也可以將桿投影到與v垂直的方向，桿的實(shí)際切割效果和“投影桿”的切割效果相同。如果導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身不垂直時(shí)E=BLv新課講授二、法拉第電磁感應(yīng)定律擴(kuò)展：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（平動(dòng)）二、法拉第電磁感應(yīng)定律擴(kuò)展：導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)動(dòng)）如圖所示，導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直于紙面向里。以O(shè)為圓心順時(shí)針以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，求導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的E。由于棒上各點(diǎn)的速度隨著距離O點(diǎn)的距離均勻變化，所以可以用O、A兩點(diǎn)的平均速度代替棒運(yùn)動(dòng)的速度求解。右手定則：φA>φO思考：①導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線變式：圓盤切割磁感線法拉第圓盤發(fā)電機(jī)如圖所示。半徑為r的導(dǎo)體圓盤繞豎直軸以角速度ω旋轉(zhuǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向上，兩電刷分別與圓盤中心軸和邊緣接觸，電刷間接有阻值為R的電阻。分析該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并確定流過電阻的電流方向。二、法拉第電磁感應(yīng)定律擴(kuò)展：導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為討論方便設(shè)自由電荷為正電荷×××B×××××××××××××××××v1F1=qv1Bv2F2=qv2B－－＋＋F洛v思考與討論1.導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，自由電荷向哪運(yùn)動(dòng)？3.導(dǎo)體棒的哪端電勢(shì)比較高？電勢(shì)差會(huì)一直增大嗎？2.運(yùn)動(dòng)自由電荷在磁場(chǎng)中受到什么力的作用？力的方向如何？做功如何？動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)使導(dǎo)體棒兩端出現(xiàn)了等量異種電荷，下端為負(fù)極（低電勢(shì)），上端為正極（高電勢(shì)）則導(dǎo)體棒相當(dāng)一個(gè)電源。合運(yùn)動(dòng)是斜向上當(dāng)F1=F電時(shí)，自由電荷不再做定向移動(dòng)。洛倫茲力永不做功二、法拉第電磁感應(yīng)定律擴(kuò)展：導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的