课件1：2.2 法拉第电磁感应定律-物理人教版选择性必修第二册

2法拉第电磁感应定律第二章电磁感应学习目标1．理解感应电动势的概念。2．理解法拉第电磁感应定律，并能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。3．能够运用E＝Blv或E＝Blvsinθ计算导体切割磁感线时的感应电动势。4．掌握磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别。新课导入如图甲中导线运动得越快，产生的感应电流越大，图乙中磁铁插入的速度越快，感应电流越大，说明了什么?甲乙感应电动势与磁通量的变化率有关一、

电磁感应定律1.感应电动势(1)定义在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。(2)感应电动势与感应电流的关系在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在。(1)内容闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。(2)数学表达式:注意：1.公式中ΔΦ的计算方法2.电动势E为平均值若线圈有n匝，则相当于有n个电源串联，总电动势为2.法拉第电磁感应定律在国际单位制中，电动势E的单位是伏（V）、磁通量Φ

的单位是韦伯（Wb）、时间t的单位是秒（s）。(3)对法拉第电磁感应定律的理解

②用公式计算感应电动势时，常有以下三种情况：

（4）磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ，磁通量的变化率的比较学以致用1.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述正确的是(

)A．图甲中回路产生了感应电动势，且恒定不变B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C．图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的感应电动势D．图丁回路产生的感应电动势先变小后变大

2.当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是 (

)A.线圈中一定有感应电流B.线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量成正比C.线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比D.线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化率成正比

二、导体切割磁感线时的感应电动势如图将矩形导体框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面与磁感线垂直。设线框可动部分MN的长度为l，它以速度v水平向右运动，求产生的感应电动势大小。根据法拉第电磁感应定律：Δt时间内回路面积增大∆S穿过回路的磁通量变化：B、l、v

两两垂直

导体运动方向与导体本身垂直，但与磁感应强度方向有夹角θ将速度进行矢量分解动生电动势为v1

=

vsinθv2=vcosθE=

Blv1∴E=

Blvsinθ当v

//B时，E=0当v⊥B时，E最大对公式E

＝Blvsinθ的理解(1)对l的理解l为导线切割磁感线时与B和v垂直的有效长度；如果导线不和磁场垂直，l应是导线在磁场垂直方向投影的长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长。×××××××B

××××××××××××××

××××××××××××××↑↑vvvab(2)对θ的理解当B、l、v三个量方向互相垂直时，θ＝90°，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，θ＝0°，感应电动势为零。(3)对v的理解①v为导线和磁场间的相对速度；当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生；②若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势。对比两种求感应电动势的方法

E＝Blvsinθ

区别

研究对象整个闭合回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体切割磁感线运动的情况计算结果求得的是Δt内的平均感应电动势求得的是某一时刻的瞬时感应电动势适用情景用于磁感应强度B变化所产生的电磁感应现象(磁场变化型)用于导体切割磁感线所产生的电磁感应现象(切割型)联系E＝Blvsinθ是由

在一定条件下推导出来的，该公式可看做法拉第电磁感应定律的一个推论1.动生电动势：导体做切割磁感线运动产生的电动势。①导体棒以v1向右运动，洛伦兹力F1什么方向？②正电荷向什么方向运动？③以v2向上运动，受不受洛伦兹力F2？F1=qv1B，向上思考设正电荷为自由电荷正电荷除了向右运动，还要向上运动向上受洛伦兹力F2=qv2B，向左××××B

××××××××××××××××v1F1=qv1Bv2F2=qv2B－－＋＋④F1、F2各做什么功？2.动生电动势产生原因由于导体中自由电子受洛伦兹力作用而引起的。3.动生电动势的本质动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关。F1做正功、F2做负功做功代数和为0.××××B

××××××××××××××××v1F1=qv1Bv2F2=qv2B－－＋＋3.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=0.1Ω，边长l=0.2m。求:(1)在t=0到t=0.1s时间内，金属框中感应电动势E；(2)t=0.05s时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；(3)在t=0到t=0.1s时间内，金属框中电流的电功率P。学以致用

(3)在t=0到t=0.1s时间内，金属框中电流的电功率P=

I2R⑧联立①②④⑧式，代入数据，解得P=0.064W⑨答案:(1)0.08V

(2)0.016N方向垂直于ab向左(3)0.064