人教版（2019）高二物理选择性必修 第二册：2.2法拉第电磁感应定律(共40张PPT)

2.2法拉第电磁感应定律问题1：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？电源将其它形式能转化为电能产生感应电流的条件是：（1）闭合电路；（2）磁通量变化。问题2：据前面所学，闭合电路中能提供持续电流、持续电能的原因是什么？思考：产生感应电流的电路中，谁是电源？试比较甲、乙两电路找出相当于电源的导体乙甲乙中有螺线管（相当于电源）aba、b哪端是电源的正极？a×××V××××××b哪段导体是电源？a、b哪端是正极电源内部电流由负极流向正极总结：⑴如何判断电路中相当于电源部分导体正负极？⑵电路不闭合，电路中有电流吗？有电源么？有电动势吗？思考：电磁感应的本质是什么？电磁感应本质：产生感应电动势电源内部电流由负极流向正极（楞次定律、右手定则）在电源内部，四指指向电源正极有了感应电动势，才能在闭合回路中形成电流电磁感应现象中的电源SN+G++B增强时ab判定电源的正极：MNV（楞次定律、右手定则）在电源内部，四指指向电源正极+-+-ABNSMNV1、条形磁铁N极靠近开口的线圈AB时，判断电源正极是________；2、直导线MN在匀强磁场中向左运动时，判断电源的正极是_________。（楞次定律、右手定则）在电源内部，四指指向电源正极-+-+NSV金属环中，谁是外电路谁是电源？一、感应电动势及方向（E）2.2法拉第电磁感应定律

——感应电动势的大小1.定义:在电磁感应现象中产生的电动势。2、电源正极判断：电源内部电路中，电流方向由负极流向正极（右手定则、楞次定律）电源内部的电流方向，即电动势的方向；电动势是标量。感应电动势的大小与哪些因素有关？阅读教材二、感应电动势的大小（E）§2.2法拉第电磁感应定律

——感应电动势的大小1.定义:在电磁感应现象中产生的电动势。2．磁通量变化越快，感应电动势越大。电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。三、法拉第电磁感应定律1.内容:(K是一个常数，国际单位制K=1)表达式：1V=1Wb/s(n为线圈的匝数)当有n匝线圈时，可将其视为n个电源串联,其感应电动势为：思考：多匝线圈时，每匝线圈作为电源是如何连接的？1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。用公式解题：2、有一个50匝的线圈，如果在0.5s内，穿过它的磁通量由0.2Wb均匀增大为1.4Wb，求感应电动势。应用注意：1）单位：

2）磁通量变化

1V=1Wb/sΔφ=│φ2-φ1│=φ大-φ小

（Φ是标量，有正负）原来：Φ1=BS后来：Φ2=-BS将线圈反转180°ΔΦ=Φ1-Φ2=2BS60°将矩形线圈的一半折起，与水平成60°原来：Φ1=B·S后来：Φ2=B·S/2-B·S/4=BS/4ΔΦ=Φ1-Φ2=3BS/43）磁通量变化率

4）公式计算结果的含义：

一匝线圈上电动势大小所求电动势为沿回路电动势之和

φt磁通量Φ随时间t变化如图，指出瞬时电动势的求法Δt0时，为瞬时电动势。可以通过图像求解为平均电动势，只用来计算电量。E恒定时，能计算电能、电功率。结论：切线的斜率为瞬时电动势，正负对应电流的方向。

Φ=0时，E不一定为0

5）平均电动势和瞬时电动势Bt磁通量变化的两类情况：B变化，S不变；S变化，B不变。B变化现象：结论：瞬时电动势大小与切线的斜率成正比.电流方向与斜率正负有关。B=0时，E不一定为0×××××××××3、一个匝数为N、面积为S的线圈垂直磁场放置,电阻值为R.匀强磁场的磁感应强度为B。线圈在t内绕垂直磁场的轴转过90°达到虚线所示位置，求线圈中的感应电动势的平均值。线圈内的平均电流值多大？t时间内线圈内通过的电量多大？电动势平均值求电量：4、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,磁场1T。在0.5s内将它翻转180°，求线圈中的感应电动势。5、两个相同导线绕制的线圈A、B，A有100匝、B有40匝，线圈的半径一样大。在0.5s内穿过它们的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求:1)A、B线圈中的感应电动势之比

2)A、B线圈中的感应电流之比6、两个相同材料、相同质量、不同粗细的导线绕制的单匝线圈A、B，A线圈导线的横截面积是B的3倍。若在0.5s内穿过它们的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求:1)A、B线圈中的感应电动势之比

2)A、B线圈中的感应电流之比练习1、一个100匝的线圈，电阻10Ω，面积20cm2，在0.5s内穿过它的磁场的磁感应强度从0.1T均匀增加到0.9T。求：1、线圈中的感应电动势、感应电流？2、0.5s内线圈中产生的热？电动势的值恒定，可以求电热、电功、电功率：磁场的变化率abB练习2、一个100匝的线圈，电阻10Ω，线圈ab两端与电阻R=20Ω构成闭合回路。穿过线圈的匀强磁场均匀变化，若在2.0s内穿过它的磁通量从0.02Wb均匀增加到0.07Wb。求：1、线圈ab两点的电势差2、电路产生的总电能、线圈中产生的热？2.2法拉第电磁感应定律

（二节）.一、感应电流与感应电动势

如何判断正、负极二、法拉第电磁感应定律

1、定义式：2、计算结果的含义：沿着电路的电动势的总和1、方法：楞次定律、右手定则

2、结论：在电源内部，四指指向电源正极ab×

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×××

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××Gabv回路在时间t内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相对于磁场的速度）三、导体切割磁感线时的感应电动势如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势θvBV1V22、若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)θ为v与B夹角三、导体切割磁感线时的感应电动势θvBB1B2B1、导线、磁场、速度三者垂直时:方法：向“三垂直”情况转化单位：B—T,L—m，v---m/s,E--V1、E=BLV1）适用于B、V、L三者相互垂直；2）瞬时速度计算电动势瞬时值,V是磁场与导线的相对速度直导线切割磁感线现象：2、E=BLVsinθ

适用于一般情况，向相互垂直情况转化时公式θ

θ

θ

VVV例一：已知匀强磁场磁感应强度B，导线长度均为L,速度均为V，写出导线上产生的感应电动势的大小E=BLVcosθE=BLVE=BLVcosθ例二：半径为R的半圆弧导线，在垂直磁场的平面内以V运动，求：感应电动势的大小（磁感应强度为B）甲乙丙VVVabθ切割磁感线“有效的长度”：垂直磁感线的平面上、垂直速度方向阴影的“宽度”例三：竖直向下的匀强磁场磁感应强度为B，水平金属导轨间距为d,金属杆横放在导轨上，在外力作用下由静止以加速度a运动,t时刻金属杆上的感应电动势多大？t时间内感应电动势的平均值多大？VabR利用E=BLV求瞬时值和平均值注意：1、电磁感应现象中，电动势瞬时值的求解，高中主要使用E=BLV公式注意：2、电磁感应现象中，电动势平均值的求解，高中主要使用E=ΔΦ/Δt公式判定：回路中有无电流？有无电源？

a、b两点哪点电势高？3、E=BLV计算值为直导线未接入电路时，两端电势差。即直导线作为电源的电动势，不是路端电压Vabcd判定：回路中有无电流？有无电源？

a、d两点哪点电势高？VRRabR例四：用同种均匀电阻线折成正四边形，边长为L，构成闭合回路，电阻线总电阻为R。四边形以速度V匀速通过磁感应强度为B、宽度为d（d>a）的匀强磁场。1)bc边已进入、ad未进入磁场的过程中，ab、bc边两端的电压电路与电磁感应综合题：1、找电源，判定电动势的计算及方向。确定电路连接。2、根据电路连接方式，建立欧姆定律、串并联规律求解问题abcdbc是电源，E=BLV总电流：I=E/R所求：Uab=IR/4=BLV/4

Ubc=I·3R/4=E-I·R/4=3BLV/4解：abcd研究外电路研究电源2)ad边完全进入磁场，

bc还未到磁场右边界时，

ba、bc边两端的电压3)bc边穿出磁场，ad还未到磁场右边界时，ad、cd边两端的电压abcdabcdabcdUba=0Ucb=BLVUad=3BLV/4Ucd=BLV/4例五：匀强磁场磁感应强度为B，垂直水平金属导轨平面向上。直导体棒电阻为0.5R，与导轨良好接触，回路中电阻的阻值为R，不计导轨电阻。两导轨间距为d，现用外力拉动导体棒做速度为V0的匀速切割磁感线的运动。求：

1、电路中总电功率电阻R的电功率

2、拉力大小

3、拉力功率

FabRcdcabd1)电路分析：电源、电路连接2、拉力大小

3、拉力功率

FabRcd2)力学分析：合力与加速度、速度；功与能的关系，能与能的关系解：cd匀速运动解得：力、电的联接点：电流及安培力功能关系：克服安培力做功等于产生的电能匀速切割时，外界能量完全转化为电能;

加速切割时，外界能量转化为电能和系统的动能。电磁感应与力学综合：1、电的分析：电源及电动势的计算、电路的连接、闭合电路欧姆定律及串并联规律应用2、力的分析：受力与运动现象判断、能量规律判断3、联接点：电流及安培力电路与电磁感应综合：1、判定电源（正负极）及电动势的计算2、确定电路的连接3、闭合电路欧姆定律及串并联规律应用本章的两类习题四、电动机中的反电动势S闭合的瞬间，金属杆MN受安培力的方向？运动的方向？MN运动过程中，是否切割磁感线？是否产生电动势？电动势的方向与电路中原来电流的方向是什么关系？对原来电流起什么作用？SEMNE感E总=E－E感

=E－BLV电动势对原电流起阻碍作用—反电动势四、电动机中的反电动势1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流BIL