法拉第電磁感應(yīng)定律高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

電磁感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是感應(yīng)電動勢。2.理解和掌握法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式，并會用來解答有關(guān)問題。3.掌握導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢公式E＝Blvsinθ，會用此關(guān)系式解答有關(guān)問題。4.知道動生電動勢的產(chǎn)生以及與洛倫茲力的關(guān)系，會判斷動生電動勢的方向并計算其大小。演示實驗

上一節(jié)我們學(xué)了穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流。那感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)呢？

這個現(xiàn)象告訴我們：當(dāng)回路中的電阻一定時，感應(yīng)電流的大小可能與磁通量變化的快慢有關(guān)，而磁通量變化的快慢可以用磁通量的變化率表示。即:感應(yīng)電流的大小與磁通量的變化率有關(guān)。講授新課比較下面兩個電路甲NSG乙

v

相同點：兩電路都是閉合的，有電流不同點：甲中有電池（電源）,乙中有螺線管（相當(dāng)于電源）感應(yīng)電動勢講授新課感應(yīng)電動勢

感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫作感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，若閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流，電路就一定有感應(yīng)電動勢；如果電路斷開，這時雖然沒有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動勢

依然存在。那感應(yīng)電動勢大小如何計算呢？講授新課感應(yīng)電動勢的大小··

由閉合電路歐姆定律我們知道,而感應(yīng)電流的大小與磁通量的變化率有關(guān)。所以有,即

磁通量的單位為：wb，又,所以：1wb=1T1m2

單位關(guān)系：

在國際制單位中，電動勢的單位為V,磁通量單位Wb，時間單位為S,這時K=1，所以有：

閉合電路常常是一個匝數(shù)為n的線圈，而且穿過每個每匝線圈的磁通量總是相同的。所以有講授新課法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(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。線圈有n匝(2)公式:(3)注意：公式中Δφ取絕對值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。新課講授

注意：法拉第電磁感應(yīng)定律新課講授

法拉第電磁感應(yīng)定律隨堂練習(xí)

在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝1500，橫截面積S＝20cm2。在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。求：（1）流過R1的電流方向；（2）螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小。答案：（1）由b流向a

答案：（2）1.2V新課講授動生感應(yīng)電動勢

請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)垂直切割時動生感應(yīng)電動勢的大小。（1）垂直切割時：

如圖所示，閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩平行導(dǎo)軌的間距為l，導(dǎo)體ab以速度v勻速切割磁感線，其中B、l、v兩兩垂直。在Δt時間內(nèi)，線框的面積變化量：ΔS＝lvΔt則回路中的磁通量變化量：ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt由法拉第電磁感應(yīng)定律得：若桿是傾斜的呢？新課講授動生感應(yīng)電動勢（2）導(dǎo)體非垂直切割時：

如圖所示，閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點之間的距離為L，導(dǎo)體ab以速度v勻速切割磁感線。

請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)非垂直切割時動生感應(yīng)電動勢的大小。在Δt時間內(nèi)，線框的面積變化量：ΔS＝（Lsin60）vΔt則回路中的磁通量變化量：ΔΦ＝BΔS＝B（Lsin60）vΔt由法拉第電磁感應(yīng)定律得：若導(dǎo)線是不規(guī)則形狀的呢？新課講授動生感應(yīng)電動勢如果導(dǎo)線下圖所示，運動過程中感應(yīng)電動勢大小如何求？如果導(dǎo)線是不規(guī)則的，應(yīng)取與B、V垂直的等效直線的長度。新課講授(3)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動垂直切割磁感線動生感應(yīng)電動勢

如圖所示，導(dǎo)體棒長為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直于紙面向里。以O(shè)為圓心轉(zhuǎn)動，角速度ω，求E。OALv×

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請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)感應(yīng)電動勢的大小。由法拉第電磁感應(yīng)定律得：在Δt時間內(nèi)，導(dǎo)體棒掃過的面積：則導(dǎo)體掃過的磁通量變化量：新課講授（4）線圈繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n，求E。（1）線圈處于如圖所示位置（2）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過θ時，電動勢表達(dá)式E＝BlvE＝nBsω情景圖研究對象回路（不一定閉合）一段直導(dǎo)線（或等效成直導(dǎo)線）繞一端轉(zhuǎn)動的導(dǎo)體棒繞一邊（或與一邊平行的軸）轉(zhuǎn)動的線圈意義一般求平均感應(yīng)電動勢，當(dāng)Δt→0時求的是瞬時感應(yīng)電動勢一般求瞬時感應(yīng)電動勢，當(dāng)v為平均速度時求的是平均感應(yīng)電動勢用平均值法求瞬時感應(yīng)電動勢適用條件所有磁場勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場感應(yīng)電動勢的n種表達(dá)新課講授隨堂練習(xí)

D.Bav

隨堂練習(xí)2.如圖所示，MN、PQ為兩條平行的水平放置的金屬導(dǎo)軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間，與導(dǎo)軌接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點之間的距離為L，金屬棒與兩導(dǎo)軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運動，不計導(dǎo)軌和棒的電阻，則流過金屬棒的電流為（

）

隨堂練習(xí)3.（多選）空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強(qiáng)磁場，其邊界如圖（a）中虛線MN所示。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。t＝0時磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖（a）所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖（b）所示。則在t＝0到t＝t1的時間間隔內(nèi)（

）A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向答案

BC新課講授F洛＋＋--+(1)導(dǎo)體棒向右運動時，自由電荷向哪運動？(3)導(dǎo)體棒的哪端電勢比較高？(4)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)嗎？(2)運動自由電荷在磁場中受到什么力的作用？力的方向如何？(5)洛倫茲力做功嗎？(6)能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？新課講授

當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場B中以速度v運動時，導(dǎo)體棒內(nèi)部的自由正電荷要受到洛倫茲力作用，在洛侖茲力作用下正電荷沿導(dǎo)線向C端定向運動，使D端和C端出現(xiàn)了等量異種電荷，D為負(fù)極（低電勢），