人教版高中物理选修3-2课件高二上：4.法拉第电磁感应定律
I
Δt＝ΔRΦ＝
22RBS，A
正确．
答案： A
• 【反思总结】 (1)求感应电动势时，先要分析清楚是求平均 值还是求瞬时值，以便确定用哪个公式求解．
• (2)产生感应电动势的那部分导体相当于电源．
• (3)在利用全电路欧姆定律时，一定要注意产生感应电动势(相 当于电源)的那部分电路是否具有电阻(内电阻)．
化的多少，在 Φ－t 图象 中，用图线的 斜率表示
消以后所剩余 不是 0.
的磁通量
物理量 比较内容
磁通量 Φ
磁通量的变 化量 ΔΦ
磁通量的变化 率ΔΔΦt
线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转
特例
动，线圈平面与磁感线平行时，Φ＝0，ΔΔΦt 最大，线圈平面与磁感线垂直时，Φ 最大，
ΔΔΦt 为零
•
下列说法正确的是( )
Bdvsin θ
Bdvcos θ
C. R
D. R
解析： 导体棒切割磁感线的有效长度为 L＝sind θ， 故 E＝BLv＝sBindvθ，则 I＝ER＝RBsidnvθ，A 正确．
答案： A
四、公式 E＝nΔΔΦt 与 E＝Blv 的区别与联系
E＝nΔΔΦt
E＝Blvsin θ
研究对象 研究对象是一个回路
通量的成正比．组卷网
• 二、导体切割磁感线时的感应电动势 • 1.导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两垂直时如右图所示，E＝.
Blv • 2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为
θ时，如下图所示，E＝.
Blvsin θ
• 三、反电动势 • 1．定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的电
A．感应电流方向不变 B．CD 段直导线始终不受安培力 C．感应电动势最大值 Em＝Bav D．感应电动势平均值 E ＝14πBav
选项
诊断
结论
进入磁场后切割磁感线的导体是 D 下面弯曲的圆弧部
• 解析分：，有逐效长项度分等析于如圆弧 下与：MN 的交点到直径 CD 的垂线
A
√
长，由右手定则知，感应电流方向为交点→D→C→交点，
• 5．若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速 度求电动势．
• 如右图所示，导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角速度ω 匀速转动，磁感应强度为B，则AC在切割磁感线时产生的 感E＝应B电lv动2C＝势12为Bl：·ωl＝12Bl2ω.
• 【特别提醒】 (1)切割磁感线的导体中产生感应电动势，等 效于电源，导轨及电阻上不产生感应电动势，等效于外部电 路．
的平均感应电动势才和它在任意时刻产生的瞬时电动
势相同
如右图所示，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回 路．虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场．方向垂直 于回路所在的平面．回路以速度 v 向右匀速进入磁场，直径 CD 始终与 MN 垂直．从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场 为止，下列结论正确的是( )
量向发正生极变化，与电源内部的电流方向一致，所以在产生感 应电动势的导体上，若存在感应电流，则感应电流的 方向就是感应电动势的方向，且由感应电动势的负极 指向正极．
变化率
• •
(2(21．))表 内电达 容磁式 ：感： 电应E路＝定中律ΔΔ感Φt 应(单电匝动线势圈的)大，E小＝，n跟ΔΔ穿Φt 过(多这匝一线电圈路)的．磁
•
如图甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd
水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边
垂直并与线框平面abcd成45°角，O、O′分别是ab边和cd边的
中点．现将线框右半边绕OO′逆时针旋转90°到图乙所示位
置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )
2BS A. 2R
• 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．线圈处在磁场越强的位置，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
解析： 对于 A、B 两项显然违背前面所述；对于 C 项， 磁感应强度越大的线圈的磁通量不一定大，Φ 不一定大，ΔΦ 也不一定大，ΔΔΦt 更不一定大，故 C 错误；D 项，磁通量变 化得快，即ΔΔΦt 大，由 E＝nΔΔΦt 可知，D 是正确的．
E＝nΔΔΦt
E＝Blvsin θ
求的是 Δt 时间内的平均 求的是瞬时感应电
物理意
区别
感应电动势，E 与某段时 动势，E 与某个时刻
义不同
间或某个过程相对应 或某个位置相对应
①E＝Blvsin θ 是由 E＝nΔΔΦt 在一定条件下推导出来的 联系 ②如果 B、l、v 三者大小方向均不变时，在 Δt 时间内
2BS B. R
BS C. R
D．0
解析： 线框左半边不动，磁通量不变，穿过右半边的磁通量
Φ1＝12BS·sin 45°＝ 42BS，旋转 90°时，Φ2＝ 42BS，但因磁感线穿
入方向不同，故磁通量变化 ΔΦ＝Φ1＋Φ2＝ 22BS，线框产生的平
均电动势
E
＝ΔΔΦt ，I
＝
E R
，通过的电荷量
q＝
• ◎教材资料分析
• 〔思考与讨论〕——教材P16 • 在图中，电源在电动机线圈中产生的
电流的方向以及AB、CD两个边受力 的方向都已经标出．
• 现在的问题是，既然线圈在磁场中转
动，线圈中就会产生感应电动势．感
应电动势是加强了电源产生的电流，
还是削弱了它？是有利于线圈的转动， 还是阻碍了线圈的转动？
即逆时针方向不变，也可根据楞次定律得出同样结论.
由左手定则知，CD 中在 C 点进入磁场前有感应电流，
B
×
受安培力垂直直径 CD 向下
C 由 E＝BLv 和 L 最大值为 a 可知 E 最大值为 Bav
√
D Δt＝2va，ΔΦ＝B·S＝B·π2a2由 E＝nΔΔΦt 即 E ＝14πBav
√
答案： ACD
线框中感应电动势的比值为( )
1 A.2
B．1
C．2
D．4
解析： 设原磁感应强度是 B，线框面积是 S.第 1 s 内 ΔΦ1＝2BS－BS＝BS，第 2 s 内 ΔΦ2＝2B·S2－2B·S＝－BS.因 为 E＝nΔΔΦt ，所以两次电动势大小相等，B 正确．
答案： B
•
如右图所示，在一磁感应强度B＝0.5 T 的匀强磁场中，垂
• (4)在计算通过某个横截面的电荷量时，电流要用平均值．
【跟踪发散】 1－1：(2010·江苏单科)一矩形线框置于
匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积
不变，将磁感应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两
倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1 s 时间内，再
将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，
不同
研究对象是在磁场 中运动的一段导体
适用范围 具有普遍性，无论什么方 只适于一段导线切
不同
式引起 Φ 的变化都适用 割磁感线的情况
区别
条件不同
①导线 l 上各点所在 不一定是匀强磁场 E＝
处的 B 相同 nΔΔΦt ＝nBΔ·ΔtS＝nS·ΔΔtB，E ②l、v、B 应取两两
由ΔΔΦt 决定
互相垂直的分量，可 采用投影的办法
• 在电动机启动时转速慢，反电动势小，电流较大，正常工作 时电流较小，所以启动时易烧坏电动机线圈．防止启动电流 过大的问题就可以通过两个途径来完成，最简单的方法是在 电源电压不变的情况下，电动机启动时与可变电阻串联并且 取较大阻值，然后逐渐减小电阻值，电动机逐渐增加转速， 直到撤去串联电阻，这一方法在电阻上要消耗电源的电 能．另一个途径是调节电源电压，启动时加较小电压，达到 正常转速后，改为额定电压.
高中物理课件
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• 4.法拉第电磁感应定律zxxk
乐安一中：高二物理组
• 一、电磁感应定律 • 1．感应电动势 • (1)定义：在中产生的电动势叫做感应电动势．产生
感应电动势的那电磁部感分应导现体象相当于． • (电2)路产中生就条会件产：生不感管应电电路动是势否．闭合，电只源要穿过电路的， • (3)方向：规定电源内部感应电动势的方向由负磁极通 指
注意
磁场
各种情况，②ΔΦ＝
(2)穿过某个面 有方向相反的
B·ΔS 适用匀强磁场的 既不表示磁 情况，③ΔΦ＝S·ΔB 适 通量的大小，
磁场，则不能直 用面积不变的情况． 也不表示变
接用 Φ＝B·S， 应考虑相反方 向的磁通量抵
线圈在匀强磁场中，从 垂直于磁场方向翻转 180°角，因 Φ1、Φ2 符 号相反，ΔΦ＝2BS 而
源电动势作用的电动势． •消2弱．作用：线圈的转动.
阻碍
一、法拉第电磁感应定律的理解 1．由 E＝nΔΔΦt 可知，感应电动势 E 大小正比于磁通量的变 化率ΔΔΦt ，而与磁通量 Φ、磁通量变化量 ΔΦ 及电路的电阻大小 无关． 2．在 Φ－t 图象中，ΔΔΦt 表示某时刻的斜率时，由 E＝nΔΔΦt 可求得瞬时感应电动势，ΔΔΦt 表示某段时间 Φ－t 图象的斜率时， 由 E＝nΔΔΦt 可求得平均感应电动势．
• 3．式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线 不和磁场垂直，l应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果 切割磁感线的导线是弯曲的，如下图所示，则应取与B和v垂 直的等效直线长度，即ab的弦长．
• 4．公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不 动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生．
• 解析：学科网 • 答案： B
二、正确理解磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ、磁通量
的变化率ΔΔΦt 之间的关系
物理量 比较内容
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人教版高中物理选修3-2第四章法拉第电磁感应定律课件(22页)-PPT优秀课件
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t内增大的面积
为： ΔS=LvΔt 穿过回路的磁通量的变化 为：
ΔΦ=BΔS =BLvΔt
产生的感应电动势为：
× ×a × × ×a ×
× G
×
×v ×
×
×
××××××
××××××
2、定律的理解
归纳:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
磁通量Ф=BS
磁通量变化
△Ф=Ф2 一 Ф1
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
物理意义
与电磁感应关系
穿过回路的磁感 无直接关系
线的条数多少
穿过回路的磁通 量变化了多少
穿过回路的磁通 量变化的快慢
产生感应电动 势的条件
决定感应电动 势的大小
人教版高中物理选修3-2 第四章第4节法拉第电磁感应定律课件 （共22 张PPT） 【PPT 优秀课 件】-精 美版
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课堂训练：
1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟 均匀地增加2 Wb，则（ ）
b
b
E
Φ t
BLv t t
BLv（V是相对于磁场的速度）
人教版高中物理选修3-2 第四章第4节法拉第电磁感应定律课件 （共22 张PPT） 【PPT 优秀课 件】-精 美版
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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t内增大的面积
为： ΔS=LvΔt 穿过回路的磁通量的变化 为：
ΔΦ=BΔS =BLvΔt
产生的感应电动势为：
× ×a × × ×a ×
× G
×
×v ×
×
×
××××××
××××××
2、定律的理解
归纳:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
磁通量Ф=BS
磁通量变化
△Ф=Ф2 一 Ф1
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
物理意义
与电磁感应关系
穿过回路的磁感 无直接关系
线的条数多少
穿过回路的磁通 量变化了多少
穿过回路的磁通 量变化的快慢
产生感应电动 势的条件
决定感应电动 势的大小
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课堂训练：
1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟 均匀地增加2 Wb，则（ ）
b
b
E
Φ t
BLv t t
BLv（V是相对于磁场的速度）
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物理选修3-2人教版 4.4法拉第电磁感应定律 (共16张PPT)[优秀课件资料]
![物理选修3-2人教版 4.4法拉第电磁感应定律 (共16张PPT)[优秀课件资料]](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/6f517091cc7931b765ce15ad.webp)
感应电动势 E n t
En
t
பைடு நூலகம்
感应电动势
1、大小与穿过这一电路磁通量的变化率
成正比。
2、表达式 E BLv
t
vvsin En
t
（2）切割方向与磁场方向成角时：如图所示， 将v分解为垂直B和平行B的两个分量，其中：
对切割有贡献．
v/ vcos EBLBvLsivn对切割无贡献．
d
a
c
b
a
B
R
L V
E k
t
b
新课教学 一、感应电动势： 既然闭合电路中有感应电流，这个电路
中就一定有电动势。而产生电动势的哪部分 导体就相当于电源。
注：产生感应电动势的条件： 磁通量发生变化。
新课教学 一、感应电动势：
1、影响感应电动势的因素： 磁通量的变化快慢，即磁通量的变化率。
法拉第电磁感应定律 —感应电动势的大小
复习： 1、磁通量的定义？ 2、产生感应电流的条件？
3、闭合电路欧姆定律的内容？
1. 引起某一回路磁通量变化的原因 （1）磁感强度的变化 （2）线圈面积的变化 （3）线圈平面与磁场方向夹角的变化
a
B
R
L V
E k
t
b
例1、线框穿过磁场过程有无感应电流
当你的才华还撑不起你的野心时，你就该努力。心有猛虎，细嗅蔷薇。我TM竟然以为我竭尽全力了。能力是练出来的，潜能是逼出来的，习惯是养成的，我的 成功是一步步走出来的。不要因为希望去坚持，要坚持的看到希望。最怕自己平庸碌碌还安慰自己平凡可贵。
脚踏实地过好每一天，最简单的恰恰是最难的。拿梦想去拼，我怎么能输。只要学不死，就往死里学。我会努力站在万人中央成为别人的光。行为决定性格， 性格决定命运。不曾扬帆，何以至远方。人生充满苦痛，我们有幸来过。如果骄傲没有被现实的大海冷冷拍下，又怎么会明白要多努力才能走到远方。所有的 豪言都收起来，所有的呐喊都咽下去。十年后所有难过都是下酒菜。人生如逆旅，我亦是行人。驾驭命运的舵是奋斗，不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不 停止一日努力。失败时郁郁寡欢，这是懦夫的表现。所有偷过的懒都会变成打脸的巴掌。越努力，越幸运。每一个不起舞的早晨，都是对生命的辜负。死鱼随 波逐流，活鱼逆流而上。墙高万丈，挡的只是不来的人，要来，千军万马也是挡不住的既然选择远方，就注定风雨兼程。漫漫长路，荆棘丛生，待我用双手踏 平。不要忘记最初那颗不倒的心。胸有凌云志，无高不可攀。人的才华就如海绵的水，没有外力的挤压，它是绝对流不出来的。流出来后，海绵才能吸收新的 源泉。感恩生命，感谢她给予我们一个聪明的大脑。思考疑难的问题，生命的意义；赞颂真善美，批判假恶丑。记住精彩的瞬间，激动的时刻，温馨的情景， 甜蜜的镜头。感恩生命赋予我们特有的灵性。善待自己，幸福无比，善待别人，快乐无比，善待生命，健康无比。一切伟大的行动和思想，都有一个微不足道 的开始。在你发怒的时候，要紧闭你的嘴，免得增加你的怒气。获致幸福的不二法门是珍视你所拥有的、遗忘你所没有的。骄傲是胜利下的蛋，孵出来的却是 失败。没有一个朋友比得上健康，没有一个敌人比得上病魔，与其为病痛暗自流泪，不如运动健身为生命添彩。有什么别有病，没什么别没钱，缺什么也别缺 健康，健康不是一切，但是没有健康就没有一切。什么都可以不好，心情不能不好；什么都可以缺乏，自信不能缺乏；什么都可以不要，快乐不能不要；什么 都可以忘掉，健身不能忘掉。选对事业可以成就一生，选对朋友可以智能一生，选对环境可以快乐一生，选对伴侣可以幸福一生，选对生活方式可以健康一生。 含泪播种的人一定能含笑收获一个有信念者所开发出的力量，大于个只有兴趣者。忍耐力较诸脑力，尤胜一筹。影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态 在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野、事业和成就，甚至一生。每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。懒惰像生锈一样，比操劳更 消耗身体。所有的胜利，与征服自己的胜利比起来，都是微不足道。所有的失败，与失去自己的失败比起来，更是微不足道挫折其实就是迈向成功所应缴的学 费。在这个尘世上，虽然有不少寒冷，不少黑暗，但只要人与人之间多些信任，多些关爱，那么，就会增加许多阳光。一个能从别人的观念来看事情，能了解 别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。当一个人先从自己的内心开始奋斗，他就是个有价值的人。没有人富有得可以不要别人的帮助，也没有人穷 得不能在某方面给他人帮助。时间告诉你什么叫衰老，回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵，昨天的太阳，晒不干今天的衣裳。今天做别人不 愿做的事，明天就能做别人做不到的事。到了一定年龄，便要学会寡言，每一句话都要有用，有重量。喜怒不形于色，大事淡然，有自己的底线。趁着年轻， 不怕多吃一些苦。这些逆境与磨练，才会让你真正学会谦恭。不然，你那自以为是的聪明和藐视一切的优越感，迟早会毁了你。无论现在的你处于什么状态， 是时候对自己说：不为模糊不清的未来担忧，只为清清楚楚的现在努力。世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。崇高的理想就像生长在高山上的鲜 花。如果要搞下它，勤奋才能是攀登的绳索。行动是治愈恐惧的良药，而犹豫、拖延将不断滋养恐惧。海浪的品格，就是无数次被礁石击碎又无数闪地扑向礁 石。人都是矛盾的，渴望被理解，又害怕被看穿。经过大海的一番磨砺，卵石才变得更加美丽光滑。生活可以是甜的，也可以是苦的，但不能是没味的。你可
选修3-2 4.4高中物理新课标版人教版选修3-2精品课件：4.3《法拉第电磁感应定律》PPT课件(共45页)
E = 2 Bωr
2
B 0'
例与练4 例与练 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 在磁感应强度为 的匀强磁场中,有一矩形线框 边长 的匀强磁场中 有一矩形线框,边长 线框绕中心轴00'以角速度 由图示位置逆时针方向转动。 以角速度ω由图示位置逆时针方向转动 线框绕中心轴 以角速度 由图示位置逆时针方向转动。求: (1)线圈转过 周的过程中的平均感应电动势 线圈转过1/4周 线圈转过
磁通量变化是电磁感应的根本原因; 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. 势是电磁感应现象的本质.
二、法拉第电磁感应定律 1.内容: 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一 内容: 电路中感应电动势的大小， 内容 电路的磁通量 变化率成 磁通量的 电路的磁通量的变化率成正比。
16V
例与练2 例与练 一个匝数为100、面积为10cm2的线 一个匝数为 、面积为 圈垂直磁场放置, 圈垂直磁场放置 在0.5s内穿过它的 内穿过它的 磁场从1T增加到 增加到9T。 磁场从 增加到 。求线圈中的感 应电动势。 应电动势。
1.6V
例与练3 例与练 如图，半径为 的金属环绕通过某直径的轴 的金属环绕通过某直径的轴00'以角 如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴 以角 速度ω作匀速转动 匀强磁场的磁感应强度为B，从 速度 作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为 ， 作匀速转动 匀强磁场的磁感应强度为 金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在 重合时开始计时 金属环面与磁场方向重合时开始计时 则在 金属环 转过90 角的过程中， 转过 0角的过程中，环中产生的电动势的 平均值是多大? 平均值是多大 0
4.3法拉第电磁感应定律
高二物理人教版选修3-2课件：第四章 4 法拉第电磁感应定律
ΔS＝lvΔt 穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt
ΔΦ 根据法拉第电磁感应定律得 E＝ Δt ＝Blv.
要点提炼
1.当导体平动 垂直 切割磁感线，即B、l、v两
两垂直时(如图3所示)，E＝Blv. 2.公式中l指 有效切割长度：即导体在与v垂直 图3
的方向上的投影长度.
图4 图4甲中的有效切割长度为：l＝ cd sin θ； 图乙中的有效切割长度为：l＝ MN ； 图丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，l＝ 2R； 沿v2的方向运动时，l＝ R .
(1)在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
答案 穿过闭合电路的Φ变化⇒产生E感⇒产生I感.
(2)电流表指针偏转角度大小跟感应电动势的大小有什么 关系？
E 答案 由闭合电路欧姆定律知 I＝ ，当电路的总电阻 R＋r 一定时，E 感越大，I 感越大，指针偏角度度越大.
(3)在图1中，将条形磁铁从同一高度插 入线圈中，快插入和慢插入有什么相同 和不同？ 答案 图1
决于磁通量的变化率，与磁感应强度的增与减无关，选
项A、D正确.
答案 AD
1 2 3 4
2.(E＝Blv的应用)如图9所示，在竖直向下的
匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以
水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中不 计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的 感应电动势大小将( A.越来越大 C.保持不变 ) B.越来越小 D.无法确定 图9
解析
本题考查对法拉第电磁感应定律的理解，关键是
抓住感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比.感应电
动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及 磁场的强弱均无关系，它由磁通量的变化率决定，故选D. 答案 D
优秀课件人教版高中物理选修3-2课件：4.4法拉第电磁感应定律 (共10张PPT)
t 这一回路的磁通量的变化率（ ）成正比。 即E t t EK (国际单位制中， K 1)
法拉第电磁感应定律
E t
1匝
En t
n匝
物理量 磁通量 Ф
物理意义 反映某一时刻穿过回路的 多少 磁感线条数的
与感应电动势 E 感的关系
无直接关系
产生感应电动势的条件
v1
v2
θ B
v
BS BL x
感应电动势
x Φ BL E t t
【引申】如果导体的运动方向虽与导体本身垂直，但速度 v 方向与磁感线 方向有一个夹角，感应电动势又如何计算呢？ 如图所示，平行倾斜的两金属导轨间距为 L，置于竖直向下的磁感应强度 为 B 的匀强磁场当中，导体棒 AB 以速度 v 沿导轨匀速下滑，则棒下滑过 程中所产生的感应电动势多大？
D
【随堂练习】
2、一个匝数n=100、面积为1cm2的 线圈垂直磁场放置，磁感应强度B随 时间的变化情况如图所示。求0~0.5s 这段时间内，线圈中产生的感应电动 势的大小。
【随堂练习】
3、如图所示，把 形导线框放在磁感应强度为B的匀强磁场 里，线框平面跟磁感线垂直。设线框的间距为L，线框上的金 属棒MN向右运动，在△t时间内，由原来的位置MN向右平移 一段距离△x到位置M’N’，求导体棒运动过程中，回路中所 产生的感应电动势大小？ 解： 穿过回路的磁通量的变化量
磁通量 的变 反映一段时间内穿过回路 大小 化量△ Ф 磁通量变化的 磁通量 的变
化率 t
反映一段时间内穿过回路 快慢 磁通量变化的
影响感应电动势的大小
【随堂练习】
1、关于电磁感应，下述说法中正确的是( ) A、穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大 B、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
法拉第电磁感应定律
E t
1匝
En t
n匝
物理量 磁通量 Ф
物理意义 反映某一时刻穿过回路的 多少 磁感线条数的
与感应电动势 E 感的关系
无直接关系
产生感应电动势的条件
v1
v2
θ B
v
BS BL x
感应电动势
x Φ BL E t t
【引申】如果导体的运动方向虽与导体本身垂直，但速度 v 方向与磁感线 方向有一个夹角，感应电动势又如何计算呢？ 如图所示，平行倾斜的两金属导轨间距为 L，置于竖直向下的磁感应强度 为 B 的匀强磁场当中，导体棒 AB 以速度 v 沿导轨匀速下滑，则棒下滑过 程中所产生的感应电动势多大？
D
【随堂练习】
2、一个匝数n=100、面积为1cm2的 线圈垂直磁场放置，磁感应强度B随 时间的变化情况如图所示。求0~0.5s 这段时间内，线圈中产生的感应电动 势的大小。
【随堂练习】
3、如图所示，把 形导线框放在磁感应强度为B的匀强磁场 里，线框平面跟磁感线垂直。设线框的间距为L，线框上的金 属棒MN向右运动，在△t时间内，由原来的位置MN向右平移 一段距离△x到位置M’N’，求导体棒运动过程中，回路中所 产生的感应电动势大小？ 解： 穿过回路的磁通量的变化量
磁通量 的变 反映一段时间内穿过回路 大小 化量△ Ф 磁通量变化的 磁通量 的变
化率 t
反映一段时间内穿过回路 快慢 磁通量变化的
影响感应电动势的大小
【随堂练习】
1、关于电磁感应，下述说法中正确的是( ) A、穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大 B、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
高二物理人教版选修3-2课件： 第4章 4 法拉第电磁感应定律
【答案】 A
4．一个 200 匝、面积为 20 cm2 的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平 面成 30° 角，若磁感应强度在 0.05 s 内由 0.1 T 增加到 0.5 T，在此过程中磁通量 变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多少？ 【导学号：05002028】
ΔΦ ΔΦ 【解析】 感应电动势 E＝n Δt ，而 Δt 对应 Φt 图象中图线切线斜率的绝 对值，根据图线切线斜率的变化情况可得①中无感应电动势，②中感应电动势 恒定不变，③中感应电动势在 0～t1 内的大小是在 t1～t2 内大小的 2 倍，④中感 应电动势先变小再变大，选项 C 正确．
【答案】 C
[后思考] 产生感应电动势的条件是什么？
【提示】 不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中 就会产生感应电动势．
[合作探讨] 如图 441 所示，将一条形磁铁插入线圈中时，电流表的指针要发生偏转．
图 441
探讨 1：若将磁铁分别快速和缓慢插入线圈中时，磁通量的变化量及变化率 是否相同．
ΔΦ 【提示】 两种情况下磁通量的变化量 ΔΦ 相同，磁通量的变化率 Δt 不同， 所用时间 Δt 越少，变化率越大，反之变化率越小．
探讨 2：将磁铁快速和缓慢插入线圈中时，电流表的指针偏转角度是否相 同？为什么？
【提示】 两种情况下电流表的指针偏转角度不同，快速插入时电流表指 E 针偏转角度大，缓慢插入时电流表指针偏转角度小．电路中电流的大小 I＝R， ΔΦ 1 又 E＝n Δt ，即 I∝Δt，所以快速插入时电路中的电流大．
ΔΦ 4．E＝n Δt 求出的是 Δt 时间内的平均感应电动势．
ΔΦ 5．Φ、ΔΦ 与 Δt 三者之间的关系． 物理量 磁通量 Φ 磁通量的 变化量 ΔΦ 磁通量的 ΔΦ 变化率 Δt 单位 Wb 物理意义 表示某时刻或某位置时穿过某一 面积的磁感线条数的多少 表示在某一过程中穿过某一面积 的磁通量变化的多少 计算公式 Φ＝B· S⊥
4．一个 200 匝、面积为 20 cm2 的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平 面成 30° 角，若磁感应强度在 0.05 s 内由 0.1 T 增加到 0.5 T，在此过程中磁通量 变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多少？ 【导学号：05002028】
ΔΦ ΔΦ 【解析】 感应电动势 E＝n Δt ，而 Δt 对应 Φt 图象中图线切线斜率的绝 对值，根据图线切线斜率的变化情况可得①中无感应电动势，②中感应电动势 恒定不变，③中感应电动势在 0～t1 内的大小是在 t1～t2 内大小的 2 倍，④中感 应电动势先变小再变大，选项 C 正确．
【答案】 C
[后思考] 产生感应电动势的条件是什么？
【提示】 不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中 就会产生感应电动势．
[合作探讨] 如图 441 所示，将一条形磁铁插入线圈中时，电流表的指针要发生偏转．
图 441
探讨 1：若将磁铁分别快速和缓慢插入线圈中时，磁通量的变化量及变化率 是否相同．
ΔΦ 【提示】 两种情况下磁通量的变化量 ΔΦ 相同，磁通量的变化率 Δt 不同， 所用时间 Δt 越少，变化率越大，反之变化率越小．
探讨 2：将磁铁快速和缓慢插入线圈中时，电流表的指针偏转角度是否相 同？为什么？
【提示】 两种情况下电流表的指针偏转角度不同，快速插入时电流表指 E 针偏转角度大，缓慢插入时电流表指针偏转角度小．电路中电流的大小 I＝R， ΔΦ 1 又 E＝n Δt ，即 I∝Δt，所以快速插入时电路中的电流大．
ΔΦ 4．E＝n Δt 求出的是 Δt 时间内的平均感应电动势．
ΔΦ 5．Φ、ΔΦ 与 Δt 三者之间的关系． 物理量 磁通量 Φ 磁通量的 变化量 ΔΦ 磁通量的 ΔΦ 变化率 Δt 单位 Wb 物理意义 表示某时刻或某位置时穿过某一 面积的磁感线条数的多少 表示在某一过程中穿过某一面积 的磁通量变化的多少 计算公式 Φ＝B· S⊥
高二物理人教版选修3-2课件：第4章 4 法拉第电磁感应定律
• 注意：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。
ΔΦ 3．磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ与磁通量变化率 的比较。 Δt
物理量 磁通量 Φ 磁通量的 变化量 ΔΦ 单位 物理意义 表示某时刻或某位置 Wb 时穿过某一面积的磁 感线条数的多少 表示在某一过程中穿 Wb 过某一面积磁通量变 化的多少 计算公式 Φ＝ B · S⊥
• (3)式中的l应理解为导体切割磁感线时的有效 长度。 • 如图所示，导体切割磁感线的情况应取与B 和v垂直的等效直线长度，即ab的长度。
• (4)该式适用于导体平动时，即导体上各点的 速度相等时。
(5)当导体绕一端转动时如图所示，由于导体上各点的速 度不同，是线性增加的，所以导体运动的平均速度为 0＋ωl ωl ωl 1 2 ＝ ，由公式E＝Bl v 得，E＝Bl ＝ Bl ω 2 2 2 2 v ＝
重点难点突破
• 一、对法拉第电磁感应定律的理解
• 1．表述
• 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。 ΔΦ
• 2．公式
E＝ k· Δt k为比例常数 ΔΦ 当 E、 ΔΦ、 Δt都取国际单位时， k＝ 1，所以有 E＝ Δt ΔΦ 若线圈有 n匝，则相当于 n个相同的电动势 串联，所以 Δt ΔΦ 整个线圈中的电动势为 E＝ n Δt
• 特别提醒： • 若磁场本身在变化的同时，电路中还有一部 分导体切割磁感线运动，则上述两种情况都 同时存在，应分别分析，总电动势等于感生 电动势和动生电动势的和或差。
关于感应电动势的大小，下列说法正确的是 导学号 12220052 ( )
• A．穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应 电动势就越大 • B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所 产生的感应电动势就越大
人教版高二物理选修3-2 4.4法拉第电磁感应定律 课件(共25张PPT)
环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直环面向 里，如图甲．在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如 何？通过金属环的电量为多少？
2．(2014·江苏卷，1)如图1所示，一正方形线圈 的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直， 且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的 方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程 中，线圈中产生的感应电动势为( )
D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大
练习2.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：
(
)
ABD
Φ/10-
A、线圈中0时刻感应电动势最大 2 2Wb
B、线圈中D时刻感应电动势为零 1
C、线圈中D时刻感应电动势最大
t/s
D、线圈中0到D时间内平均
d，当金属棒在水平拉力作用于以速度v＝4.0 m/s向左做匀速运动
时，则下列说法正确的是
()
A．金属棒a、b两端点间的电势差为0.2 V
B．水平拉金属棒的力的大小为0.02 N
C．金属棒a、b两端点间的电势差为0.32 V
D．回路中的发热功率为0.06 W
图9
2.转动切割 当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度 ω 匀速转动时，产生的感应电动势 为 E＝Bl－v＝12Bl2ω，如图 4 所示。
磁感应强度为B，如图所 示，求ab两端的电势差．
E 1 BL2w 2
二、线框转动时的电动势
E Bsw
三、通过导体横截面的电荷量计算
q n
R总
例题3：有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁
场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在0.1-0.2s时
2．(2014·江苏卷，1)如图1所示，一正方形线圈 的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直， 且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的 方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程 中，线圈中产生的感应电动势为( )
D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大
练习2.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：
(
)
ABD
Φ/10-
A、线圈中0时刻感应电动势最大 2 2Wb
B、线圈中D时刻感应电动势为零 1
C、线圈中D时刻感应电动势最大
t/s
D、线圈中0到D时间内平均
d，当金属棒在水平拉力作用于以速度v＝4.0 m/s向左做匀速运动
时，则下列说法正确的是
()
A．金属棒a、b两端点间的电势差为0.2 V
B．水平拉金属棒的力的大小为0.02 N
C．金属棒a、b两端点间的电势差为0.32 V
D．回路中的发热功率为0.06 W
图9
2.转动切割 当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度 ω 匀速转动时，产生的感应电动势 为 E＝Bl－v＝12Bl2ω，如图 4 所示。
磁感应强度为B，如图所 示，求ab两端的电势差．
E 1 BL2w 2
二、线框转动时的电动势
E Bsw
三、通过导体横截面的电荷量计算
q n
R总
例题3：有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁
场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在0.1-0.2s时
人教版高中物理选修3-2 课件4.4法拉第电磁感应定律的应用(共18张PPT)
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请 在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力 示意图；
(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小 为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的 大小；
(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度 最大值；
解析：(1)如图5所示
(2)当 ab 杆速度为 v 时，感应电动势
(2)感应电流大小为 I＝ER＝00..2800 A＝4.0 A (3)由于 ab 棒受安培力，故外力 F＝ILB＝4.0×0.5×0.4 N＝0.8 N， 故外力的大小为 0.8 N
例题５、如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B＝0.1 T，金属棒AD长0.4 m，与框架宽度 相同，电阻r＝1.3Ω，框架电阻不计，电阻 R1＝2 Ω，R2＝1 Ω.当金属棒以5 m/s速度匀 速向右运动时，求：
例题4、如图4所示，水平放置的平行金属导轨，相距L ＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝ 0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直 放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体 棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平 向右匀速滑动时，求：
(1)导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．
小结：法拉第电磁感应定律应用一般分析思路
(1)橡胶带匀速运动的速率； (2)电阻R消耗的电功率； (3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功．
例题8、如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向 垂直于纸面向里，大小随时间的变化率＝k，k 为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬 导线做成一边长为l的方框．将方框固定于纸面 内，其右半部位于磁场区域中．求：
(1)ab棒中感应电动势的大小， 并指出a、b哪端电势高？ (2)回路中感应电流的大小； (3)维持ab棒做匀速运动的水平 外力F的大小．
高中物理人教版选修3-2课件：4.4法拉第电磁感应定律
ΔΦ 与 Δt 的比值去求.
答案 :BD
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法拉第电磁感应定律
二 三 四
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X 新知导学 Z 重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D 当堂检测
ANGTANGJIANCE
三、导线切割磁感线时的感应电动势
1.导体棒垂直于磁场运动,B、l、v 两两垂直时如图甲所示,E=Blv。 2.导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为 θ 时,如图 乙所示,E=Blvsin θ。
通量 Φ 的大小、磁通量的变化量 ΔΦ 的大小没有必然的联系,与电路的电 阻 R 无关;感应电流的大小与感应电动势 E、回路总电阻 R 有关。 (2)磁通量的变化率
Δ������ ,是 Δ������
Φ-t 图象上的某点切线的斜率。
(3)若穿过线圈的磁通量发生变化,且线圈的匝数为 n,则感应电动势表 达式 E=n
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解析 :感应电动势 E= 时 Φ=0,但
Δ������ ,而磁通量变化率是 Δ������
Φ-t 图的切线斜率,当 t=0
Δ������ ≠0.若求平均电动势,则用 Δ������
Δ������ 。 Δ������
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探究三
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