2.2法拉第电磁感应定律课时2课件高二下学期物理人教版选择性

第二章电磁感应

人教版（2019）选修第二册2.2

法拉第电磁感应定律（课时2）1.知道电磁感应现象中，某过程中通过闭合回路电荷量与线圈匝数、磁通量的变化量及总电阻有关，与完成该过程需要的时间无关。2.会正确处理电磁感应中有关电路问题3.能通过图像来分析处理电磁感应问题学习目标自主学习

由电流的定义式

，得到的电流值是瞬时值还是平均值？

计算通过该回路某一截面的电荷量要用到哪些定律？

分析该电荷量与导体棒运动性质和运动时间有无关系？

如图，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，总电阻为R。设线框可动部分导体棒MN由原来的位置移到M1N1过程中，磁通量变化△ϕ。

求：通过回路某一截面的电荷量。一、电磁感应中的电荷量问题联立得通过闭合电路某截面的电荷量q=I⊿t分析：

由法拉第电磁感应定律，得由闭合电路欧姆定律，得结论：q只和线圈匝数、磁通量的变化量及总电阻有关，与完成该过程需要的时间无关。注意：求解电路中通过的电荷量时，一定要用平均电动势和平均电流计算。例题1如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动。

求：

⑴a、d两点的电势差为多少？

⑵安培力所做的功是多少？

⑶通过线圈某一截面的电荷量是多少？【参考答案】（1）

；（2）

；（3）二、电磁感应中的电路问题例题2

面积S=0.2m2，n=100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B=0.02t，R=3Ω，C=30μF，线圈电阻r=1Ω，求：

⑴通过R的电流大小和方向；

⑵4s内通过导线横截面的电荷量；

⑶电容器所带的电荷量。思考：面积S的含义？RBab【参考答案】⑴b→a，0.1A，⑵0.4C，⑶9×10-6CCabBR

F甲切割磁感线运动的导体磁通量发生变化的回路（线圈）E=BLv产生感应电动势的部分导体或回路，其电阻相当于内阻r，其余是外电路电阻。计算：1.画等效电路⑴电源⑵电阻计算：设路端电压为U，外电路电阻为R，则有U=IR=E-IrBtt10规定磁场方向向外为正方向乙小结：处理电磁感应中的电路问题2.解决问题的基本方法⑴确定电源⑵分析电路结构，画等效电路图。⑶运用闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律以及串并联电路知识求解。思考：

电源内部电流是从低电势到高电势还是相反？外电路呢？

发生电磁感应的闭合电路中，并联在等效电源两端的电压表，其示数等于等效电源的电动势吗？

⑵应用欧姆定律分析求解电路时，没有注意等效电源的内阻对电路的影响。

⑴不能正确分析感应电动势及感应电流的方向。易错：B－t

图、ϕ－t

图、E－t

图或者I－t

图等1.图像类型：B变化型；杆切割型2.常见问题：画图像或判断图像。常见图像三、电磁感应中的图像问题例题3如图所示，一个矩形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域，若取逆时针方向为电流的正方向，在下图中能正确反映出回路中感应电流随时间变化情况的图像是

（）A.B.C.D.C例题总结：闭合电路贯穿磁场区域过程中，判断图像的技巧1.进入区和脱离区，两处磁场在方向上可能相同，也可能相反，相应感应电流与磁场方向间关系为：2.进入磁场前与离开磁场后，若磁通量相同，则i—t图像正负面积和为0（或正、负面积大小相等）：B同I反，B反I同初末ϕ相同，上下面积等3.导体切割磁感线，i∝l,电流0点要注意

判断：如图，导体框向左移动过程中，电流有无0点？针对练“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域。磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，t=0时，线框开始进入磁场。选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流

i随时间t变化的图像正确的是

（）BA.B.C.D.例4一闭合金属圆环处在垂直圆环平面的匀强磁场中。若磁感强度B随时间t按如图(乙)所示的规律变化，设图中磁感强度垂直纸面向里为正方向，环中感生电流沿顺时针方向为正方向。则环中电流随时间变化的图象可能是下图中的

（）CIt0AIt0BIt0CIt0DTTTTBtt10t1t1t1例题总结：B变类图像R面积SB直线：E恒、I恒、P恒，电流拐点变方向。⑴明确图像的种类B－t

图、ϕ－t

图、E－t

图或者I－t

图等；⑵分析电磁感应的具体过程⑶确定方向及对应关系

右手定则、安培定则、楞次定律

⑹画图像或判断图像。1.解题步骤E=BLvF合=ma⑷根据规律写出相应的函数关系式⑸根据函数关系式，进行数学分析

小结：处理电磁感应中的图像问题

根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。

排除法——定性分析依据物理量变化趋势——增大还是减小物理量变化快慢——均匀变化还是非均匀变化物理量的正负

函数法——定量分析2.电磁感应中图像类选择题的两个常用方法1.把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a，电阻为R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求:⑴棒上的电流I大小，棒两端的电压U?⑵在圆环和金属棒上消耗的总功率?vOMN课堂评价2.如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应