法拉第電磁感應定律 【知識精講+備課精研+高效課堂】 高二物理 課件（人教版2019選擇性必修第二冊）

2.2法拉第電磁感應定律問題1：在恒定電流中，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？問題2：在電磁感應現(xiàn)象中，產生感應電流的條件是什么？（1）閉合電路；（2）有電源(電動勢)（1）閉合電路；（2）磁通量變化問題3：試從本質上比較甲、乙兩電路的異同甲NSG乙

v

相同點：兩電路都是閉合的，有電流不同點：甲中有電池（電源）,乙中有螺線管（相當于電源）1、定義：在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢叫感應電動勢;一、感應電動勢2、條件：只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產生感應電動勢。與電路是否閉合無關。產生感應電動勢的那部分導體相當于電源.

實驗探究：

二、法拉第電磁感應定律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．線圈有n匝2.公式:3、注意：公式中Δφ取絕對值，不涉及正負，感應電流的方向另行判斷。

物理意義與電磁感應關系磁通量Ф穿過回路的磁感線的條數(shù)多少無直接關系磁通量變化△Ф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4、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義5、Φ-t圖像Φ/Wbt/s123012546Φ/Wbt/s123012546圖線斜率大小表示磁通量的變化率三、導線切割磁感線時的感應電動勢

1、垂直切割時：如圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，長度為L的導體以速度v勻速向右運動，經過時間?t，導體由ab移動到a1b1，求閉合回路的感應電動勢。實驗探究：實驗探究：2、速度方向與磁場方向成θ角時：如圖所示，將v分解為垂直B和平行B的兩個分量，其中：對切割有貢獻．對切割無貢獻．

所以：3、速度方向與L方向成θ角時：如圖所示，將L分解為垂直v和平行v的兩個分量，其中：對切割有貢獻．對切割無貢獻．

所以：L1L2L如果導線是彎曲的，應取與B、V垂直的等效直線的長度。思考：如果導線下圖所示，運動過程中感應電動勢大小如何求？①可求平均感應電動勢；②可求瞬時或平均感應電動勢。（1）區(qū)別（2）聯(lián)系：②式是由①式在一定條件下推導出來的，該公式可看作法拉第電磁感應定律的一個推論。思考與討論：1.導體棒向右運動時，自由電荷向哪運動？3.導體棒的哪端電勢比較高？4.非靜電力與洛倫茲力有關嗎？F洛＋＋--+2.運動自由電荷在磁場中受到什么力的作用？力的方向如何？

當導體棒在勻強磁場B中以速度v運動時，導體棒內部的自由正電荷要受到洛倫茲力作用，在洛侖茲力作用下正電荷沿導線向C端定向運動，使D端和C端出現(xiàn)了等量異種電荷，D為負極（低電勢），C為正極（高電勢）則導體CD相當一個電源。動生電動勢的非靜電力與洛倫茲力有關。結論：

洛倫茲力不做功，不提供能量，只是起傳遞能量的作用。即外力克服洛倫茲力的一個分量F2所做的功，通過另一個分量F1轉化為感應電流的能量5.洛倫茲力做功嗎？6.能量是怎樣轉化的呢？F洛F2+v2v合F1v1思考與討論：1．如圖所示，勻強磁場中有兩個由相同導線繞成的圓形線圈a、b，磁場方向與線圈所在平面垂直，磁感應強度B隨時間均勻增大。a、b兩線圈的半徑之比為2：1，匝數(shù)之比為1：4，線圈中產生的感應電動勢分別為Ea和Eb，某時刻磁通量分別為Φa和Φb，不考慮兩線圈間的相互影響。下列說法正確的是（）A．Ea：Eb=1：1，Φa：Φb=4：1，感應電流均沿逆時針方向B．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=2：1，感應電流均沿逆時針方向C．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=2：1，感應電流均沿順時針方向D．Ea：Eb=1：1，Φa：Φb=4：1，感應電流均沿順時針方向D2．光滑金屬導軌寬L=0.25m，電阻不計，均勻變化的磁場充滿整個軌道平面，如圖甲所示，磁場的磁感應強度隨時間變化的情況如圖乙所示．金屬棒ab的電阻為2?，垂直固定在導軌上靜止不動，且與導軌左端距離d=0.4m，則（）A．1s末回路中的電動勢為0.1VB．1s末回路中的電流為0.1AC．2s內回路產生的電熱為0.1JD．2s末，所受安培力大小為0.2NB3．如圖所示，一個由均勻導體材料制成的正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為L，總電阻為R，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中。在t時間內，磁感應強度的方向不變，大小由B均勻增大到2B，則線圈中產生的感應電流的大小為（）AA.B.C.D.4．如圖所示，用同樣的導線制成的兩閉合線圈A、B，匝數(shù)均為20匝，半徑rA＝2rB，在線圈B所圍區(qū)域內有磁感應強度均勻減小的勻強磁場，則線圈A、B中產生感應電動勢之比EA：EB和兩線圈中感應電流之比IA：IB分別為（）A．1：1，1：2 B．1：1，1：1 C．1：2，1：2 D．1：2，1：1A5．如圖所示，一根直導體棒ab在水平向里的勻強磁場中下落，其始終保持水平方向，且與磁場方向垂直.下列說法正確的是（）A．導體棒ab上既沒有感應電動勢，也沒有感應電流B．導體棒ab上既有感應電動勢，也有感應電流C．導體棒ab上有感應電動勢，沒有感應電流D．導體棒ab上有感應電流，沒有感應電動勢C6．空間存在磁感應強度大小為B的勻強磁場，在如圖所示的幾種情況中，金屬導體中產生的感應電動勢為BLv的是（）A．只有乙 B．乙和丁C．甲、乙、丁 D．甲、乙、丙、丁C7．如圖所示，邊長分別為L和3L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，不考慮線框的重力，若閉合線框的電流分別為Ia、Ib，則Ia∶Ib為（）A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1A8．如圖所示，兩根平行金屬導軌置于同一水平面內，導軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好，整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中。磁感應強度隨時間變化如乙圖所示，整個裝置始終保持靜止，下列說法正確的是（）A．0~0.5s內金屬棒ab中的感應電流方向由b到aB．0.5~1.0s內金屬棒ab中的感應電流方向由b到aC．0.5~1.0s內金屬棒ab所受的安培力保持不變D．0.5~1.0s內金屬棒ab所受的摩擦力保持不變B9．如圖所示，有一豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B=0.1T。將一水平放置的金屬棒ab以v0=5m/s的水平速度拋出，金屬棒在運動過程中始終保持水平，金屬棒的長度為L=0.5m。不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2，則（）A．下落過程中金屬棒a端的電勢高于b端的電勢B．下落過程中金屬棒產生的感應電動勢越來越大C．洛倫茲力對金屬棒內的自由電子做正功D．運動0.5s時，金屬棒產生的感應電動勢大小為0.25VD10