2.2 法拉第电磁感应定律 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第二册(共27张PPT)

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2.2 法拉第电磁感应定律 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第二册(共27张PPT)

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(共27张PPT)
2.2法拉第电磁感应定律
1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
(1)闭合回路
(2)磁通量发生变化
2、恒定电流中,电路中存在持续电流的条件是什么?
(1)电路闭合
(2)电源提供电动势
3、在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?
由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向
复习提问
①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中, 电路中是否都有电流 为什么
如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问:
有,因磁通量有变化 .
由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。
②、有感应电流,是谁充当电源
既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。

N
S
G

产生电动势的那部分导体相当于电源
(1)闭合电路中有感应电流,这个电路中
就一定有感应电动势.
一、感应电动势
(2)产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
1、定义:在电磁感应现象中产生的电动势
叫做感应电动势(E).
2、产生条件: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。
一、感应电动势
感应电动势是形成感应电流的必要条件,有感应电动势不一定存在感应电流(要看电路是否闭合),有感应电流一定存在感应电动势.
3.感应电动势与感应电流:
思考与讨论
感应电动势的大小跟哪些因素有关?
探究感应电动势大小的影响因素
(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(学生猜测)
(2)探究要求:
① 将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。
② 迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。
(3)、探究问题:
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,快速和慢速效果有什么相同和不同?
实验一:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
实验二、磁铁插入或拔出螺线管
实验三:双螺线管实验
Φ变化
产生E
产生I
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?
Φ变化的快慢不同
Φ都发生了变化
都产生了E(I)
产生的E(I)大小不等
从条件上看
从结果上看
相同
不同
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
当磁通量变化相同时,所用时间越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大
感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关,即与磁通量的变化率有关.
分析与论证
结论
磁通量的变化率
二、法拉第电磁感应定律
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。
1.内容:
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。
2.公式:
n为线圈的匝数
(1)磁通量的变化是由面积变化引起时,ΔΦ=B·ΔS,则
(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时,ΔΦ=ΔB·S,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
3.应用法拉第电磁感应定律的三种情况
问题1:磁通量大,磁通量变化一定大吗
问题2:磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗
(可以类比速度、速度的变化和加速度.)
磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零),磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小),磁通量的变化率不一定大(小).
思考与讨论

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△Ф
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
4.理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
例题1:有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s,求感应电动势。
例题2:一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。
如果磁通量的变化是由于导体和磁体的相对运动引起的,即:导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时,导体里产生的感应电动势的大小是怎样一种形式更便于计算?
问题思考:
如图:在磁感应强度为B的匀强磁场中,有相距为L的两平行金属导轨CN和DM。CD间串联一电流计,两导轨所在的平面与磁场垂直。导线NM放在导轨上,与两导轨垂直,此时电流计、金属导轨与导线构成一个闭合回路。设导线NM以速度v向右运动,在△t时间内,由原来的位置NM移到N1M1。
(1)闭合回路的面积变化量?
(2)穿过闭合电路磁通量的变化量?
(3)导体做切割磁感线产生的感应电动势?
△s=Lv△t
△Φ=B△s=BLv△t

1.适用范围
E=BLv
此公式适用于回路中一部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电动势
是法拉第电磁感应定律的一种特例
三.导体切割磁感线运动时的感应电动势
公式:
① V指的是导体棒垂直于磁场方向做切割磁感线运动的速度
②若导体斜切磁感线,即导体运动方向与导体本身垂直,但跟磁感应强度方向有夹角,则得到的感应电动势的表达式
θ
v
B
v1=vsinθ
v2=vcosθ
③V一般指瞬时速度
2.对V 的理解
B
L
v
L应指切割磁感线的有效长度
3.对L的理解
如何求有效长度
1.连接初点末点作直线
2.再作初末点直线在垂直于速度方向投影,即为有效长度
① E有平均电动势和瞬时电动势之分
②若速度V为瞬时值, E就为瞬时值
③若速度V为平均值, E就为平均值
4.对E的理解
5.对两公式的对比
求平均感应电动势
v是瞬时速度
求瞬时感应电动势

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