高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册法拉第电磁感应定律教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册法拉第电磁感应定律教学ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了1闭合电路，2有电源，温故知新，电源在哪里，思考与讨论，观察实验分析思考，Φ变化，产生E，产生I，磁通量的变化快慢等内容，欢迎下载使用。
问题1：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？问题2：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？
产生感应电流的条件是：（1）闭合电路；（2）磁通量变化。
利用磁场产生感应电流的现象
试从本质上比较甲、乙两电路的异同？
两电路都是闭合的，有电流
甲中有电池（电源）乙中闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势.
存在感应电流必然存在对应的电动势； 物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生的电动势叫做感应电动势。
当开关断开后，电路中是否有电流呢？
电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？
问题：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？
感应电动势和感应电流关系：感应电动势是感应电流存在的必要条件，有感应电动势不一定有感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定有感应电动势。
当导线断开后，电路中是否还有电流呢？
线圈内的感应电动势还存在吗？
感应电动势的有无，完全取决于穿过电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是无关的。
例1、在赤道的上方，一根沿东西方向的水平导体自由下落，下落过程中导体上各点的电势高低是 A.东端高 B.西端高 C.中点高 D.无感应电动势产生
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
思考：在电路甲中，开关闭合电路会产生电流，原因是电源有一定的电动势， 开关断开后，电路中电流消失，电源还有电动势吗？ （A、有 B、没有）
3、感应电动势与感应电流：
电磁感应现象的根本原因: 电磁感应现象的内在本质:
问题：感应电动势的大小与哪些因素有关？
电路是否需要闭合？(A、是 B、否）
问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么相同和不同?
问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转越大.
问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快，感应电动势越大。
问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?
1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ越大,感应电流就越大,表明感应电动势越大。
2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大
结论：感应电动势的大小跟磁通量变化△φ和所用时间△t都有关.
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△Φ/ △t成正比．
若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：
注意：公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负.感应电流的方向另行判断
二、法拉第电磁感应定律（由德国物理学家纽曼、韦伯提出）
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
（可以类比速度、速度的变化和加速度）
用公式 求E的几种常见情况：
使用公式时应注意：1.感应电荷量 是一个与磁通量变化量大小有关而与磁通量变化快慢无关的量,无论磁通量变化是否均匀,通过导体横截面的电荷量都可由此式计算。2.式中n是发生电磁感应的线圈的匝数,△Φ指磁通量的改变量,R指回路的总电阻。3.若电磁感应现象中电流方向反向,则q是正向电荷量与反向电荷量之差。
例2、下列说法正确的是A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C.线圈在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大
例3、如图甲所示，空间有一方向不变，大小随时间按图乙所示的规律变化的磁场，一边长为10cm的线框垂直于磁场方向处于其中。求线圈中的感应电动势。
例4、在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放置一个匝数为100，面积为0.1m2的线圈。在0.2s内磁场的磁感应强度由0增大到0.3T，求线圈中的平均感应电动势。
例5、.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是
例6、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则 A.线圈中0时刻感应电动势最大 B.线圈中D时刻感应电动势为零 C.线圈中D时刻感应电动势最大 D.线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V
例7、如图所示为穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系图，试根据图说明： （1）穿过某线路的磁通量Φ何时最大？何时最小？ （2）Δφ/Δt何时最大？何时最小？ （3）感应电动势E何时最大？何时最小？
t1、t3时刻最大，0、t2、t4时刻最小。
0、t2、t4 时刻最大， t1、t3时刻最小。
例8、如图所示，线圈匝数n=100匝，面积S=50cm2，线圈总电阻r=10Ω，外电路总电阻R=40Ω，沿轴向匀强磁场的磁感应强度由B=0.4T在0.1s内均匀减小为零再反向增为B=0.1T，求：
（1）磁通量的变化率为多少？（2）感应电流大小为多少？（3）线圈的输出功率为多少？
答案： 2.5×10-2wb/s；5×10-2A ；0.1W
例9、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO’以角速度ω作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？
回路在时间t内增大的面积为：
穿过回路的磁通量的变化为：
（v是相对于磁场、垂直磁场方向的速度）
1.如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势.
三、导体切割磁感线时的感应电动势
1、当导体棒垂直切割磁感线时，感应电动势E=BLV
V与B方向垂直，平均（瞬时）速度对应平均（瞬时）感应电动势
曲线等效为首尾相连的直线
导体棒处在磁场当中且接入电路部分的长度
导体棒方向与B、V垂直
1、导线的长度L应为有效长度（v⊥L）
2.若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角(导体斜切磁感线)
2、导线运动方向和磁感线平行时，E=0
3、速度v为平均值（瞬时值），E就为平均 值（瞬时值）
3、公式E=BLV与公式E=△φ/△t的区别
E=△φ/△t 求出的是整个回路在△t时间内的 平均感应电动势
E=BLV 求出的是某部分导体在某时刻的 瞬时感应电动势
整个回路的感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。
例7、如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，若AB以5m/s 的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都 是0.2Ω，磁场的磁感应强度为0.2T．问： (1)3s末导体切割磁场产生的感应电动势多大？回路中的电流为多少？ (2)3s内的平均感应电动势为多少？
从功、能两个方面来看电源的作用是什么？
电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
在电磁感应现象中，哪一种作用扮演了非静电力的角色 ？
1.电磁感应现象中的洛伦兹力
外力克服洛伦兹力的一个分力F2所做的功通过另一个分力F1转化为能量。
非静电力与洛伦兹力有关。
(1)定义：导体切割磁感线运动产生动生电动势。
(2)产生原因：非静电力做功。