2.2法拉第電磁感應(yīng)定律課時(shí)2課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第二章電磁感應(yīng)

人教版（2019）選修第二冊(cè)2.2

法拉第電磁感應(yīng)定律（課時(shí)2）1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，某過程中通過閉合回路電荷量與線圈匝數(shù)、磁通量的變化量及總電阻有關(guān)，與完成該過程需要的時(shí)間無關(guān)。2.會(huì)正確處理電磁感應(yīng)中有關(guān)電路問題3.能通過圖像來分析處理電磁感應(yīng)問題學(xué)習(xí)目標(biāo)自主學(xué)習(xí)

由電流的定義式

，得到的電流值是瞬時(shí)值還是平均值？

計(jì)算通過該回路某一截面的電荷量要用到哪些定律？

分析該電荷量與導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間有無關(guān)系？

如圖，把矩形線框CDMN放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，總電阻為R。設(shè)線框可動(dòng)部分導(dǎo)體棒MN由原來的位置移到M1N1過程中，磁通量變化△?。

求：通過回路某一截面的電荷量。一、電磁感應(yīng)中的電荷量問題聯(lián)立得通過閉合電路某截面的電荷量q=I⊿t分析：

由法拉第電磁感應(yīng)定律，得由閉合電路歐姆定律，得結(jié)論：q只和線圈匝數(shù)、磁通量的變化量及總電阻有關(guān)，與完成該過程需要的時(shí)間無關(guān)。注意：求解電路中通過的電荷量時(shí)，一定要用平均電動(dòng)勢(shì)和平均電流計(jì)算。例題1如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，ad邊與磁場(chǎng)邊界平行。從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至bc邊剛要進(jìn)入的過程中，線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng)。

求：

⑴a、d兩點(diǎn)的電勢(shì)差為多少？

⑵安培力所做的功是多少？

⑶通過線圈某一截面的電荷量是多少？【參考答案】（1）

；（2）

；（3）二、電磁感應(yīng)中的電路問題例題2

面積S=0.2m2，n=100匝的圓形線圈，處在如圖所示的磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B=0.02t，R=3Ω，C=30μF，線圈電阻r=1Ω，求：

⑴通過R的電流大小和方向；

⑵4s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量；

⑶電容器所帶的電荷量。思考：面積S的含義？RBab【參考答案】⑴b→a，0.1A，⑵0.4C，⑶9×10-6CCabBR

F甲切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體磁通量發(fā)生變化的回路（線圈）E=BLv產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分導(dǎo)體或回路，其電阻相當(dāng)于內(nèi)阻r，其余是外電路電阻。計(jì)算：1.畫等效電路⑴電源⑵電阻計(jì)算：設(shè)路端電壓為U，外電路電阻為R，則有U=IR=E-IrBtt10規(guī)定磁場(chǎng)方向向外為正方向乙小結(jié)：處理電磁感應(yīng)中的電路問題2.解決問題的基本方法⑴確定電源⑵分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖。⑶運(yùn)用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路知識(shí)求解。思考：

電源內(nèi)部電流是從低電勢(shì)到高電勢(shì)還是相反？外電路呢？

發(fā)生電磁感應(yīng)的閉合電路中，并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)等于等效電源的電動(dòng)勢(shì)嗎？

⑵應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時(shí)，沒有注意等效電源的內(nèi)阻對(duì)電路的影響。

⑴不能正確分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的方向。易錯(cuò)：B－t

圖、?－t

圖、E－t

圖或者I－t

圖等1.圖像類型：B變化型；桿切割型2.常見問題：畫圖像或判斷圖像。常見圖像三、電磁感應(yīng)中的圖像問題例題3如圖所示，一個(gè)矩形線框以速度v勻速穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，若取逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，在下圖中能正確反映出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化情況的圖像是

（）A.B.C.D.C例題總結(jié)：閉合電路貫穿磁場(chǎng)區(qū)域過程中，判斷圖像的技巧1.進(jìn)入?yún)^(qū)和脫離區(qū)，兩處磁場(chǎng)在方向上可能相同，也可能相反，相應(yīng)感應(yīng)電流與磁場(chǎng)方向間關(guān)系為：2.進(jìn)入磁場(chǎng)前與離開磁場(chǎng)后，若磁通量相同，則i—t圖像正負(fù)面積和為0（或正、負(fù)面積大小相等）：B同I反，B反I同初末?相同，上下面積等3.導(dǎo)體切割磁感線，i∝l,電流0點(diǎn)要注意

判斷：如圖，導(dǎo)體框向左移動(dòng)過程中，電流有無0點(diǎn)？針對(duì)練“凸”字形硬質(zhì)閉合金屬線框各邊長(zhǎng)如圖所示，線框右側(cè)有一寬度為3L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。線框在紙面內(nèi)始終以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)，線框開始進(jìn)入磁場(chǎng)。選逆時(shí)針方向?yàn)檎?，在線框穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，線框中的感應(yīng)電流

i隨時(shí)間t變化的圖像正確的是

（）BA.B.C.D.例4一閉合金屬圓環(huán)處在垂直圓環(huán)平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t按如圖(乙)所示的規(guī)律變化，設(shè)圖中磁感強(qiáng)度垂直紙面向里為正方向，環(huán)中感生電流沿順時(shí)針方向?yàn)檎较?。則環(huán)中電流隨時(shí)間變化的圖象可能是下圖中的

（）CIt0AIt0BIt0CIt0DTTTTBtt10t1t1t1例題總結(jié)：B變類圖像R面積SB直線：E恒、I恒、P恒，電流拐點(diǎn)變方向。⑴明確圖像的種類B－t

圖、?－t

圖、E－t

圖或者I－t

圖等；⑵分析電磁感應(yīng)的具體過程⑶確定方向及對(duì)應(yīng)關(guān)系

右手定則、安培定則、楞次定律

⑹畫圖像或判斷圖像。1.解題步驟E=BLvF合=ma⑷根據(jù)規(guī)律寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式⑸根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析

小結(jié)：處理電磁感應(yīng)中的圖像問題

根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖像進(jìn)行分析和判斷。

排除法——定性分析依據(jù)物理量變化趨勢(shì)——增大還是減小物理量變化快慢——均勻變化還是非均勻變化物理量的正負(fù)

函數(shù)法——定量分析2.電磁感應(yīng)中圖像類選擇題的兩個(gè)常用方法1.把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，一長(zhǎng)度為2a，電阻為R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求:⑴棒上的電流I大小，棒兩端的電壓U?⑵在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率?vOMN課堂評(píng)價(jià)2.如圖，在同一水平面內(nèi)有兩根平行長(zhǎng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域?qū)挾染鶠閘，磁感應(yīng)