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课件ppt

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课件ppt，共18页。PPT课件主要包含了类平抛运动，匀速圆周运动，1闭合电路，2磁通量变化，电源电动势，产生条件，磁通量发生变化，产生感应电动势，电路闭合，感应电流等内容，欢迎下载使用。
问题1：什么叫电磁感应现象？
问题2：产生感应电流的条件是什么？
问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同
穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中产生感应电流的现象
电路中有感应电流，一定会有电动势
产生电动势的那部分导体相当于电源
思考：当条形磁铁插入时，螺线圈 相当于电源，哪一端是电源 的正极？
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
思考：闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有感应电动势。 有感应电动势是否一定有感应电流？
3.感应电动势与感应电流：
磁通量变化是电磁感应的根本原因； 产生感应电动势是电磁感应现象的本质。
问题：感应电动势的大小与哪些因素有关？
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:实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置， 快速插入和缓慢插入有什么相同点和不同点?
结论：磁通量变化越快，感应电动势越大。
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
思考：φ、△φ与匝数有无关系？感应电动势E呢？
3.对公式的进一步理解:
② 公式中E是平均感应电动势，若△t→0则E为瞬时感应电动势；
① 公式适用任何情况，Δφ应取绝对值,不涉及正负；
面积和磁场共同变化引起时
4.φ、△φ和△φ/△t 的关系
思考：磁通量很大磁通量变化量一定很大吗？ 磁通量变化量很大磁通量变化率一定很大吗？
5.电磁感应电路中通过干路的电荷量
② q指回路中主路截面上通过的电荷量
例1.有一个1000匝的线圈，在0.4 s内通过它的磁通量从0.02 Wb增加到0.09Wb，求线圈 中的感应电动势。如果线圈的电阻是10 Ω，把一个电阻为990 Ω的电热器连接在它 的两端，通过电热器的电流是多大?
例2.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00'以角 速度ω由图示位置逆时针方向转动。求: (1)线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势。 (2)线圈转过1/2周的过程中的平均感应电动势。
模型：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。
②V与B方向垂直，平均（瞬时）速度对应平均（瞬时）感应电动势；
思考：若导体棒的运动方向与磁场方向不垂直，该如何计算感应电动势？
思考：下列两种情形该如何计算导体棒切割磁感应线的感应电动势？ （1）导体棒ab在两导轨间的长度为L，运动运动的速度为V； （2）半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以垂直直径的速度V向右匀速运动。
3.对公式E=BLV中导体棒长度的理解：
(1)L应该为导体棒处在磁场当中且接入电路部分的长度；
(2)L应该为垂直于B、V方向上的长度；
(3)曲线导体棒可以等效为首尾相连的直导体棒。
思考：如图，导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦 兹力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？为了方便，可以认为 导体棒中的自由电荷是正电荷。导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体 棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？以上不必考虑自由电荷的热运动。
拓展：如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向 的？安培力的方向是什么？
例3.边长L，由均匀材质制成的正方形单匝线框，以速度V在匀强磁场B中向右匀速运动， 位置Ⅱ处ac边还在磁场里，bd边已离开磁场。求： ⑴位置Ⅰ处，整个回路中的感应电动势及ac两点间电势差。 ⑵位置Ⅱ处，整个回路中的感应电动势及ac两点间电势差。
注意：公式E=BLV与公式E=△φ/△t的区别
E=△φ/△t求出的是整个回路的感应电动势
E=BLV求出的是某部分导体的电动势
例4.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00'以角 速度ω由图示位置逆时针方向转动。求:线圈分别转过1/4周、1/2周和1/3周时ab边产 生的瞬时感应电动势。
思考：长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁 场的磁感应强度为B,则杆OA两端的电势差为多少？
方法一：用定义式研究：
方法二：用切割公式式研究：
拓展：如果转轴在不同的位置时该如何计算感应电动势？ ①转轴在中间； ②转轴到两端的距离分别为L1、L2； ③转轴在延长线上。
例5.如图所示,半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的磁感应强度的大小为B的匀强磁场中绕 圆心O点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,圆盘的圆心和边缘间接有一个阻值为R的 电阻,不计金属圆盘的电阻，求通过电阻R的电流。
思路：发生电磁感应现象的部分相当于电源，该部分电路为电源内电路，感应电动 势等效于电源电动势。
例6.如图所示，圆环a和b的半径之比为r1：r2=2：1，且都是由粗细相同的同种材料的导线 构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变大， 那么，当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中两种情况下，A、B两点的电势差之 比为 A. 1：1B. 5：1C. 2：1D. 4：1
例7.如图所示，一根电阻为R＝12Ω的电阻丝做成一个半径为r＝1m的圆形导线框，竖直放 置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度为B＝0.2T．现有一根 质量为m＝0.1 kg、电阻不计的导体棒，自圆形导线框最高点由静止起沿线框下落， 在下落过程中始终与线框良好接触，已知下落距离为r/2时，棒的速度大小为 v1＝8/3m/s，下落到经过圆心时棒的速度大小为v2＝10/3m/s，(g＝10 m/s2)试求： (1)画出下落距离为r/2时的等效电路图，并求出此时棒产生的感应电动势大小； (2)下落距离为r/2时棒的加速度的大小； (3)从开始下落到经过圆心过程中棒克服安培力做的功及线框中产生的热量．