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(共24張PPT)
第一章 .安培力與洛倫茲力
2.2 法拉第電磁感應定律
知識回顧
新課引入
問題1：產生感應電流的條件是什么？
（1）閉合電路
（2）磁通量變化
問題2：楞次定律的內容是什么
感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流磁通量的變化.
即增反減同、來拒去留、增縮減擴.
問題3：電路中產生持續電流的條件是么？
電路閉合，有電源。
新課引入
問題：試從本質上比較甲、乙兩電路的異同
既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。
甲
N
S
G
乙
產生電動勢的那部分導體相當于電源
新課引入
甲
N
S
G
乙
甲乙兩圖，開關斷開，電路中有電流嗎？
沒有
甲乙兩圖，如果電路不是閉合的，電路中就沒有電流，電源的電動勢是否還存在呢？
存在
乙圖電路沒有閉合，這時雖然沒有感應電流，但電動勢依然存在。
問題：這兩種情況下，如果電路不閉合會怎樣呢？
由此可見，在電磁感應現象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就有感應電動勢，但產生感應電流還需要電路閉合，因此研究感應電動勢更有意義。
一、感應電動勢
螺線管為電源
等效電路
說明
①電路閉合時有感應電動勢，感應電流。
②電路斷開時有感應電動勢，但無感應電流。
（1）產生感應電動勢的那部分導體相當于電源。
（2）產生條件：穿過電路的磁通量發生變化
①磁通量變化為電磁感應的根本原因。
②產生感應電動勢為電磁感應現象的本質。
在電磁感應現象中產生的電動勢。
N
S
G
乙
1、定義：
一、感應電動勢
（3）磁通量變化是電磁感應的根本原因; 產生感應電動勢是電磁感應現象的本質.（產生感應電流只不過是一個現象，表示電路中輸送著電能；而產生感應電動勢才是電磁感應現象的本質，它表示電路已經具備隨時輸出電能的能力）
感應電動勢的有無，完全取決于穿過閉合電路中的磁通量是否發生變化，與電路的通斷，電路的組成是無關的。
總 結
二、法拉第電磁感應定律
探究實驗：影響感應電動勢大小的因素
觀察：在實驗中，將條形磁鐵從同一高度進入線圈中同一位置，快入和慢入有什么異同
穿過線圈的磁通量變化越快感應電流越大
二、法拉第電磁感應定律
探究實驗：影響感應電動勢大小的因素
實驗過程
磁鐵個數 指針指示值
1個

1、感應電流大小與相同時間內磁感應強度變化大小的關系
15
31？
感應電流大小與磁鐵個數成正比
？
2個
線圈匝數：200
下落高度：30厘米
二、法拉第電磁感應定律
探究實驗：影響感應電動勢大小的因素
實驗過程
下落高度 指針指示值
10厘米

2、感應電流大小與磁鐵運動速度的關系
18
36 ？
感應電流大小與磁鐵運動速度成正比
？
40厘米
線圈匝數：200
磁鐵個數：2個
二、法拉第電磁感應定律
探究實驗：影響感應電動勢大小的因素
實驗過程
線圈匝數 指針指示值
100

3、感應電流大小與線圈匝數的關系
15
31 ？
感應電流大小與線圈匝數成正比
？
200
磁鐵個數：2個
下落高度：30厘米
二、法拉第電磁感應定律
法拉第電磁感應定律
（一匝線圈）
（n匝線圈）
當電動勢單位為V,磁通量單位為Wb，時間單位為s時，K的取值為1。
（2）公式：
（1）內容：閉合電路中感應電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。
三、導線切割磁感線時的感應電動勢
問題
如圖所示閉合線框一部分導體ab長l,處于勻強磁場中，磁感應強度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢。
回路在時間Δt內增大的面積為：
ΔS=LvΔt
產生的感應電動勢為：
穿過回路的磁通量的變化為
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
（V⊥B）
（V⊥桿）
a
b
× × × × × × × × × × × ×
× × × ×
G
a
b
v
三、導線切割磁感線時的感應電動勢
那不垂直怎么辦？
分解
導體斜切磁感線，把速度v分解為兩個分量：
①垂直于磁感線的分量：v1=vsinθ
②平行于磁感線的分量：v2=vcosθ
只有垂直于磁感線的分量切割磁感線，于是產生感應電動勢：
θ
v
B
v2
E=BLv1=Blvsinθ
θ=0時
平行：E＝0
θ=90時
垂直：E=BLv
（無切割）
問題
三、導線切割磁感線時的感應電動勢
1.公式：
（V⊥B）
（V⊥桿）
④l應為有效長度
③若V//B，則E=0
②若導體斜割：
注意：
①此公式只適用于雙垂直切割
θ為v與B夾角
2.方向：
由等效電源的負極流向正極
θ
v
B
V1
V2
三、導線切割磁感線時的感應電動勢
3.l為切割磁感線的有效長度
E=Blvsinθ
v
θ
vsinθ
vcosθ
l
感應電動勢：
E=Bvlsinθ
l：導線垂直于運動方向上的投影。
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
l
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
l
三、導線切割磁感線時的感應電動勢
× × × × × × × × × × × × × × ×
O
A
L
4.轉動切割
如圖所示，導體棒長為L，磁感應強度為B,垂直于紙面向里。以O為圓心轉動，角速度ω，求E。
v
由于棒上各點的速度隨著距離O點的距離均勻變化，所以可以用O、A兩點的平均速度代替棒運動的速度求解。
右手定則：φA>φO
× × × × × × × × × ×
三、導線切割磁感線時的感應電動勢
5.線圈繞垂直于磁場的軸轉動，線圈匝數n，求E。
（1）線圈處于如圖所示位置
（2）當線圈轉過θ 時，電動勢
三、導線切割磁感線時的感應電動勢
5.線圈繞垂直于磁場的軸轉動，線圈匝數n，求E。
（3）線圈以圖示情形運動時
B
L
ω
O'
O
l1
l2
E1
E2
線圈以此位置為初始位置，經過時間t,轉過角度ωt時：
②與線圈平面形狀無關
①適用于線圈繞垂直于磁場的軸的轉動，與軸的位置無關。
③線圈從平行于磁場的位置開始計時
課堂小結
典例探究
【例1】(多選)(2021·廣東選擇考)如圖所示，水平放置足夠長的光滑金屬導軌abc和de，ab與de平行，bc是以O為圓心的圓弧導軌。圓弧be左側和扇形Obc內有方向如圖的勻強磁場。金屬桿OP的O端與e點用導線相接，P端與圓弧bc接觸良好。初始時，可滑動的金屬桿MN靜止在平行導軌上。若桿OP繞O點在勻強磁場區內從b到c勻速轉動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有(　　)
A．桿OP產生的感應電動勢恒定B．桿OP受到的安培力不變
C．桿MN做勻加速直線運動
D．桿MN中的電流逐漸減小
AD
典例探究
【例2】(2021·杭州高二檢測)如圖所示，勻強磁場中有一等邊三角形線框abc，勻質導體棒在線框上向右勻速運動。導體棒在線框接觸點之間的感應電動勢為E，通過的電流為I。忽略線框的電阻，且導體棒與線框接觸良好，則導體棒(　　)
A．從位置①到②的過程中，E增大、I增大
B．經過位置②時，E最大、I為0
C．從位置②到③的過程中，E減小、I不變
D．從位置①到③的過程中，E和I都保持不變
C
典例探究
【例3】如圖所示，平行于y軸的長為2R的導體棒以速度v向右做勻速運動，經過由兩個半徑均為R的半圓和中間一部分長為2R、寬為R的矩形組合而成的磁感應強度為B的勻強磁場區域。則能正確表示導體棒中的感應電動勢E與導體棒的位置x關系的圖像是(　　)
A
典例探究
【例4】(多選)法拉第圓盤發電機的示意圖如圖7所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中。圓盤旋轉時，關于流過電阻R的電流，下列說法正確的是( 　　)
A.若圓盤轉動的角速度恒定，則電流大小恒定
B.若從上向下看，圓盤順時針轉動，則電流沿a到b的方向流動
C.若圓盤轉動方向不變，角速度大小發生變化，則電流方向可能發生變化
D.若圓盤轉動的角速度變為原來的2倍，則電流在R上的熱功率也變為原來的2倍
AB
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謝謝聆聽
演示完畢感謝您的觀看

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