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课件网) 第2节 法拉第电磁感应定律 第二章 人教版 高中选择性必修第二册 感应电动势 01 法拉第电磁感应定律 02 导线切割磁感线时的感应电动势 03 [学习目标] 1.理解感应电动势的概念,理解法拉第电磁感应定律(物理观念)。 2.知道E= 和 E=Blvsin θ的内在联系;经历推理得出E=Blvsin θ的过程,体会矢量分解的方法;会用法拉第电磁感应定律求解相关问题(科学思维)。 3.通过法拉第电磁感应定律的应用,能体会科学家的不断创造推动了社会的进步。 新课导入 【课前练习】判断感应电流的方向 v 感应电动势 01 1.定义:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势; 2.条件:只要穿过电路的磁通量发生变化 ①有感应电流一定存在感应电动势; ②有感应电动势不一定存在感应电流。 N S G 乙 甲 产生电动势的线圈相当于电源 探究影响感应电动势大小的因素 01 实验装置如图所示,线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落,穿过线圈。分别使线圈距离上管20cm,30cm,40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。分别改变线圈的匝数、磁体的强度,重复上面的实验,得出定性的结论。 探究影响感应电动势大小的因素 01 实验过程 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 线圈匝数:200 下落高度:30厘米 磁铁个数 指针指示值 1个 15 31 感应电流大小与磁铁个数成正比? 2个 探究影响感应电动势大小的因素 01 实验过程 2、感应电流大小与磁铁运动速度的关系 线圈匝数:200 磁铁个数:2个 下落高度 指针指示值 10厘米 20厘米 18 36 感应电流大小与磁铁运动速度成正比? 探究影响感应电动势大小的因素 01 实验过程 3、感应电流大小与线圈匝数的关系 磁铁个数:2个 下落高度:30厘米 线圈匝数 指针指示值 100 15 31 感应电流大小与线圈匝数成正比? 200 法拉第电磁感应定律 02 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: (1)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)产生感应电动势的那部分导体相当于电源,感应电动势即该电源的电动势。 法拉第电磁感应定律 02 ①B不变, S发生变化,ΔS=S2-S1 : ②S不变, B发生变化,ΔB=B2-B1 : 4.应用:用公式 求E 的几种常见情况: ③如果B、S都变化呢? 巩固提升 导线切割磁感线时的感应电动势 PART 3 01 思考与讨论 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。 回路在时间Δt内增大的面积为: ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为: 穿过回路的磁通量的变化为 ΔΦ=BΔS =BLvΔt (v⊥B) (v⊥杆) a b × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 那要是B、L、v不垂直怎么计算呢? 01 思考与讨论 θ v B v2 如果将与B的方向夹角为θ速度按右图中所示分解在与磁场垂直和与磁场平行方向上,他们各自的产生电动势是多少? 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=0时 平行:E=0 θ=90° 时 垂直:E=BLv (无切割) 02 导线切割磁感线时的感应电动势 θ v B V1 V2 ④l应为有效长度 ③若v//B,则E=0 1.公式: ②若导体斜割: 注意: ①此公式只适用于双垂直切割 (v⊥B) (v⊥杆) θ为v与B夹角 2.方向: 若v//杆,则E=0 由等效电源的负极流向正极 02 导线切割磁感线时的感应电动势 3.l为切割磁感线的有效长度 E=Blvsinθ v θ vsinθ vcosθ 感应电动势: E=Bvlsinθ l:导线垂直于运动方向上的投影。 × × × × × × × × × ... ...