資源簡介

(共26張PPT)
2.2 法拉第電磁感應定律
【目標導引】
1、通過演示實驗，能夠說出產生感應電 動勢的條件。
2、能說出磁通量，磁通量變化量和磁通量變化率的區別。
3、通過演示實驗，體會法拉第電磁感應定律，并能根據定義式求感應電動勢。
4、根據講解，能利用E=Blv,來計算導體棒切割磁感線時的感應電動勢。
【課堂引入】
1、觀察演示實驗，說一說，產生感應電流和產生感應電動勢的條件是什么？
演示實驗一
若閉合電路中有感應電流,電路中就一定有電動勢.
演示實驗并播放動畫
畫出等效電路圖
演示實驗二
若電路斷開時，雖然沒有感應電流，電動勢依然存在。
演示實驗并播放動畫
畫出等效電路圖
2、有感應電流也就存在了感應電動勢，在快速插入磁鐵和緩慢插入磁鐵時，觀察指針的偏轉情況影響感應電動勢大小的因素有哪些？
實驗探究:影響感應電動勢大小的因素
【知識梳理】
1、感應電動勢
(1)概念：在電磁感應現象中產生的電動勢。
(2)產生條件：穿過回路的磁通量發生改變，與電路是否閉合無關。
(3)方向判斷：感應電動勢的方向用楞次定律或右手定則判斷。
2．法拉第電磁感應定律
(1)內容：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。
(2)公式：_________ （定義式），其中n為線圈匝數，公式中Δφ取絕對值，涉及到方向另外判定。
(3)感應電流和感應電動勢的關系：遵循閉合電路歐姆定律
【自我檢測】
1、 × √ √ × √ × ×
2、A
考點1 法拉第電磁感應定律的理解和應用
理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義

物理意義
與電磁感應關系
磁通量Ф
（標量）
穿過回路的磁感線的條數多少
無直接關系
磁通量變化△Ф
（注意方向性）
穿過回路的磁通量變化了多少
產生感應電動勢的條件
磁通量變化率
ΔΦ/Δt
穿過回路的磁通量變化的快慢

決定感應電動勢的大小
使用法拉第電磁感應定律求電動勢：
1.決定因素：
感應電動勢的大小由穿過閉合電路的磁通量的變化率 和線圈匝數共同決定,而與磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有必然聯系, 為單匝線圈產生的感應電動勢大小。
2.適用范圍：
法拉第電磁感應定律適用于任何情況下感應電動勢的計算,但在中學物理中一般用來計算某段時間內的平均電動勢。若所取時間極短,即Δt趨近于零時,所求感應電動勢為該時刻的瞬時感應電動勢。
【例題1】(2014·江蘇高考)如圖所示,一正方形線圈的匝數為n,邊長為a,線圈平面與勻強磁場垂直,且一半處在磁場中。在Δt時間內,磁感應強度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B。在此過程中,線圈中產生的感應電動勢為(　B　)
【變式訓練1】、穿過閉合回路的磁通量Φ隨時間t變化的圖象分別如下圖①～④所示，下列關于回路中產生的感應電動勢的論述，正確的是( D )
A．圖①中，回路產生的感應電動勢恒定不變
B．圖②中，回路產生的感應電動勢一直在變大
C．圖③中，回路在0～t1時間內產生的感應電動
勢小于在t1～t2時間內產生的感應電動勢
D．圖④中，回路產生的感應電動勢先變小再變大
【反思總結】
應用法拉第電磁感應定律的注意
(1) 為單匝線圈產生的感應電動勢大小,若線圈有n匝,相當于n個相同的電源串聯,因此整個線圈中電動勢為E=n 。
(2) 為穿過某線圈的磁通量變化率,在Φ-t圖像中為某點切線的斜率,需要注意穿過線圈的磁通量正向減小和反向增加,感應電動勢方向相同。
(3)在E=n ·S的情況下,要注意S為線圈在磁場中的有效面積。
3.兩種常見情況：
(1)回路與磁場垂直的面積S不變,磁感應強度發生變化,則
（感生電動勢）
(2)磁感應強度B不變,回路與磁場垂直的面積發生變化,則
（動生電動勢）
【例題1】如圖所示電路，閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢？（寫出推導過程）
考點二 導體切割磁感線產生感應電動勢的計算
1.對 中各物理量的理解：
(1)磁感應強度B：主要適用于導體棒在勻強磁場中切割磁感線運動,且B、l、v三者相互垂直時,產生感應電動勢的計算。
(2)導體運動速度v：導體棒垂直切割磁感線的速度,即v⊥B。若B與v不垂直,需將B或v分解。
(3)有效切割長度：導體平動切割磁感線的有效長度,即導體兩端點在垂直v方向上的投影長度。如圖所示,棒的有效長度均為a、b間的距離。
2.速度的相對性：E=Blv中的速度v是導體棒相對于磁場的速度。若磁場也運動,應注意速度間的相對關系。
3.導體勻速轉動：導體棒繞一端在勻強磁場中轉動切割磁感線產生的感應電動勢為
【例題2】如圖所示電路，閉合電路的一部分導體為L處于勻強磁場中，導體棒以v斜向切割磁感線，求產生的感應電動勢。
【例題3】如圖所示，當導體棒在垂直于磁場的平面內，繞其一端為軸，以角速度ω勻速轉動時，產生的感應電動勢為E＝________。（用兩種方法進行推導）
【變式訓練1】在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強磁場中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L＝0.4 m，如圖所示，框架上放置一質量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計。若桿cd以恒定加速度a＝2 m/s2，由靜止開始做勻變速運動，求：
(1)在5 s內平均感應電動勢是多少？
(2)第5 s末回路中的電流多大？
(3)第5 s末作用在桿cd上的水平外力多大？
(4) 在5 s內通過導體棒的電荷量是多少？
（1）0.4V（2）0.8A（3）0.164N （4）2C
【變式訓練2】
如圖所示，兩根平行金屬導軌間的距離為0.4 m，導軌平面與水平面的夾角為37°，磁感應強度為0.5 T的勻強磁場垂直于導軌平面斜向上，兩根電阻均為1 Ω、重均為0.1 N的金屬桿ab、cd水平地放在導軌上，桿與導軌間的動摩擦因數為0.3，導軌的電阻可以忽略.為使ab桿能靜止在導軌上，必須使cd桿以多大的速率沿斜面向上運動
【課堂小結】
(1)回路與磁場垂直的面積S不變,磁感應強度發生變化,則
（感生電動勢）
(2)磁感應強度B不變,回路與磁場垂直的面積發生變化,則
（動生電動勢）

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