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高中物理选择性必修第二册 第二章：电磁感应 第2节:法拉第电磁感应定律
2.2 法拉第电磁感应定律
高中物理选择性必修第二册 第二章：电磁感应 第2节:法拉第电磁感应定律
温故知新
关于电磁感应我们已经学习哪些知识？
1、产生感应电流的条件
（1）闭合电路 （2）磁通量变化
2、产生感应电流的方向
楞次定律切割和右手定则
穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。感应电流的大小跟哪些因素有关呢？
我们应该探究感应电流的大小
试从本质上比较甲、乙两电路的异同
甲
N
S
G
乙
v
相同点：两电路都是闭合的，有电流
不同点：甲中有电池（电源）,乙中有螺线管（相当于电源）
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理论分析
产生感应电流的本质
1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势;
一、感应电动势
2、条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。与电路是否闭合无关。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
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理论分析
产生感应电流的本质
部分导体切割磁感线
切割磁感线的速度越快感应电流越大
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实验探究
感应电流感应电流的关系与哪些因素有关
磁铁插入线圈的速度越快感应电流越大
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实验探究
感应电流感应电流的关系与哪些因素有关
磁铁个数 指针指示值
1个

1、感应电流大小与相同时间内磁感
应强度变化大小的关系
15
31
在相同的时间内，磁感应强度变化大，感应电流大
2个
线圈匝数：200
下落高度：30厘米
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实验探究
感应电流感应电流的关系与哪些因素有关
下落高度 指针指示值
10厘米

2、感应电流大小与磁铁运动速度的关系：
18
36
40厘米
线圈匝数：200
磁铁个数：2个
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实验探究
感应电流感应电流的关系与哪些因素有关
在相同的时间内，速度变化大，
感应电流大
线圈匝数 指针指示值
100

3、感应电流大小与线圈匝数的关系：
15
31
200
磁铁个数：2个
下落高度：30厘米
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实验探究
感应电流感应电流的关系与哪些因素有关
在其他条件都相同的条件下，
匝数越多感应电流大
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实验探究
感应电流感应电流的关系与哪些因素有关
现象：
速度越大，感应电动势越大
匝数越多，感应电动势越大
磁场越强，感应电动势越大
结论：
磁通量的变化率越大，感应电动势越大
德国物理学家纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出电磁感应的规律。
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法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律的基本内容
1、内容：闭合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．
线圈有n匝
2.公式:
3、注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。
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法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律的基本内容
(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则
(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则
(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，
ΔΦ＝Φ末－Φ初，则
应用法拉第电磁感应定律的三种情况

物理意义
与电磁感应关系
磁通量Ф
穿过回路的磁感线的条数多少
无直接关系
磁通量变化ΔФ
穿过回路的磁通量变化了多少
产生感应电动势的条件
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
穿过回路的磁通量变化的快慢

决定感应电动势的大小
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法拉第电磁感应定律
物理量Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的比较
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导线切割磁感线时的感应电动势
公式的推导
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。
问题
回路在时间Δt内增大的面积为：
穿过回路的磁通量的变化为：
产生的感应电动势为：
此公式的适用条件是：导体运动的速度v方向与磁场的方向垂直
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导线切割磁感线时的感应电动势
公式的推导
速度的方向与磁场的方向不垂直那不垂直怎么办？
问题
θ
v
B
导体斜切磁感线，把速度v分解为两个分量：
①垂直于磁感线的分量：v1=vsinθ
②平行于磁感线的分量：v2=vcosθ
只有垂直于磁感线的分量切割磁感线，于是产生感应电动势：
E=BLv1=Blvsinθ
θ为导体的速度方向与磁场方向的夹角
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导体切割磁感线产生感应电动势公式E=BLv
对公式的深入理解
1.只有速度的方向、磁场的方向与导体棒两
两垂直时，产生感应电动势的公式才是：
2.当速度的方向、磁场的方向与导体棒中有两个不垂直时，
需要利用分解的方法推导公式
E=BLv1=Blvsinθ
v
θ
E=BLv1=Blvsinθ
v与B不垂直
v与棒不垂直
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导体切割磁感线产生感应电动势公式E=BLv
对公式的深入理解
在上图中如果速度的方向与ab的连线垂直，则出现的感应电动势为E=BLv，公式BLv中的L指的是切割磁感线的有效长度。
3、L应指切割磁感线的有效长度
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导体切割磁感线产生感应电动势公式E=BLv
对公式的深入理解
4、转动切割如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。以O为圆心
转 动，角速度ω，求E
× × × × × × × × × × × × × × ×
O
A
L
v
× × × × × × × × × ×
由于棒上各点的速度随着距离O点的距离均匀变化，所以可以用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。
E＝BLv
适用范围
普遍适用
某一回路
某部分导体
研究对象
物理意义
某一段时间，平均感应电动势
瞬时速度，瞬时感应电动势
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导体切割磁感线（相互垂直）
对比理解
两个公式的对比理解
【课堂小结】
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1．如图所示，一个由均匀导体材料制成的正方形线圈的匝数为n，边长为L，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀增大到2B，则线圈中产生的感应电流的大小为（　　）
A
A.
B.
C.
D.
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2．如图所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为20匝，半径rA＝2rB，在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则线圈A、B中产生感应电动势之比EA：EB和两线圈中感应电流之比IA：IB分别为（　　）
A．1：1，1：2
B．1：1，1：1
C．1：2，1：2
D．1：2，1：1
A
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3．如图所示，一根直导体棒ab在水平向里的匀强磁场中下落，其始终保持水平方向，且与磁场方向垂直.下列说法正确的是（　　）
A．导体棒ab上既没有感应电动势，也没有感应电流
B．导体棒ab上既有感应电动势，也有感应电流
C．导体棒ab上有感应电动势，没有感应电流
D．导体棒ab上有感应电流，没有感应电动势
C
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4．空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，在如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为BLv的是（　　）
A．只有乙
B．乙和丁
C．甲、乙、丁
D．甲、乙、丙、丁
C
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