2、法拉第电磁感应定律
第3章2法拉第电磁感应定律
用公式计算感应电动势大小。
·
规 律 总
情感、态度与 培养严谨的科学态度和辩证唯物观。
结
价值观
菜单
物理·选修1-1
第三章 电磁感应
基
础 落
基础落实·新知探究
实
·
新
知 探
一、感应电动势
究
综 合
1．概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫
训 练
·
__感__应__电__动__势___，产生感应电动势的那部分导体相当
律
总
结
菜单
物理·选修1-1
第三章 电磁感应
基
础 落
要点突破·规律总结
实
·
新
知 探
要点一 Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的区别
究
综 合
[名师精讲]
训
练
·
物理量
磁通量变 磁通量变
要
点
项目
突
磁通量 Φ 化量 ΔΦ
化率ΔΔΦt
能 力 提 升
破
·
规 律
单位
Wb
Wb Wb/s 或 V
总
结
菜单
物理·选修1-1
第三章 电磁感应
能 力 提
要 点
__能__量__守__恒__定__律____。
升
突
破
·
规
律
总
结
菜单
物理·选修1-1
第三章 电磁感应
基
础
落
实
·
新
知 探 究
◎思考
综
2．在把条形磁铁插入或拔出线圈的过程中，闭
合 训
练
合回路中都会有电能产生，这些电能是哪里来的呢
_新教材高中物理第二章电磁感应2法拉第电磁感应定律课件新人教版选择性必修第二册
[思路点拨] (1)磁感应强度在 0～4 s 内均匀增大，可由 E＝nΔΔBt ·S，求感应电动势。 (2)t＝5 s 时，磁感应强度正在均匀减小，线圈产生感应电动势，相当于电源。
[解析] (1)根据法拉第电磁感应定律得，0～4 s 内，回路中的感应电动势 E＝nΔΔΦt ＝1 000×0.4－0.24×2×10－2 V＝1 V。 (2)t＝5 s 时，磁感应强度正在减弱，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与 原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场方向是垂直纸面向里，故 a 点的电势高。
()
解析：由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应 电流沿顺时针方向。由法拉第电磁感应定律知，E＝ΔΔΦt ＝ΔΔBtS＝ΔBΔ·πtR2，由于两 圆环半径之比 Ra∶Rb＝2∶1，所以 Ea∶Eb＝4∶1。综上所述，选项 B 正确。 答案：B
动生电动势的理解及应用 [问题探究] 如图所示，一个半径为 r 的半圆导线，处在磁感应强度 为 B 的匀强磁场中。 (1)当导线沿 OP 方向以速度 v 做匀速运动时，其感应电 动势的大小是多少？
第2章 电磁感应 2 法拉第电磁感应定律
核心素养目标
1．知道什么是感应电动势。 2．理解和掌握法拉第电磁感应定律的内容和表达
式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。 3．掌握导体切割磁感线产生的电动势 E＝Blvsin θ
的推导及意义，会用此关系式解答有关问题。 4．知道动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系，
知识点二 导线切割磁感线时的感应电动势 [情境导学] 如图所示，把矩形线框 CDMN 放在磁感应强度为 B
的匀强磁场中，线框平面跟磁感线垂直。试计算导体棒 MN 切割磁感线时的感应电动势。
提示：在 Δt 内穿过闭合电路磁通量的变化量 ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt。根据法拉 第电磁感应定律，得 E＝ΔΔΦt ＝Blv。
第2节法拉第电磁感应定律
若线圈有n匝，则相当于n个相同的电动势串联， 所以整个线圈中的电动势为．
En
t
3．法拉第电磁感应定律的应用 ——导体做切割磁感线运动．
（1）垂直切割时：如图所示，导体由ab匀速移动 到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变 化=BLvt ，由法拉第电磁感应定律得：
A． C．
或
B． D．
和 或
间的某一位置．
练习1 ：一个矩形导体线圈长为2 L ，宽为L ，以速率V穿 过一个理想边界的、宽为 L 的匀强磁场，如图所示，则以下 各图中哪个正确地表示了矩形线圈内的电动势随时间变化的 关系：( C )
练习2：感应电动势产生的条件是：（C ） A．导体必须做切割磁感线运动； B．导体回路必须闭合，且回路所包围面积内的 磁通量发生变化； C．无论导体回路是否闭合，只要它包围或扫过的面积内 的磁通量发生变化； D．闭合回路产生了感生电流．
t
• 导线切割磁感线时产生的电动势的大小，跟
磁感强度B、导线长度L、运动速度v以及运动 方向与磁感线方向的夹角的正弦sin成正比
桂东县第一中学物理组制作
2008.02
思考5
如图所示，短形线框abcd与磁场方向垂直， 且一半在匀强பைடு நூலகம்场内，另一半在磁场外，若 要使线框中产生感应电流，下列方法中 可行的是（ ABC ） （A）以ad边为轴转动 （B）以中心线 为轴转动 （C）以ab边为轴转动（小于60°） （D）以cd边为轴转动（小于60°）
小结：
• 法拉第电磁感应定律 E
练习3：如图所示，由大小两个半圆弧组成的弯曲金属导线位于匀 强磁场中，当整个导体向右平移时，下列结论正确的是：(BC ) A．A、E电动势不相同； B．A、C、E三点的电势相同； C．D点电势比B点高； D．无法判断． 思考1：竖直放置的“U”形导轨宽为 L ，上端串有电阻 R（其余导 体部分的电阻都忽略不计）．磁感应强度为 B的匀强磁场方向垂 直于纸面向外．金属棒ab的质量为 m ，与导轨接触良好，不计摩 擦．从静止释放后ab保持水平而下滑．试求ab下滑的最大速度 Vm 。
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一，由英国科学家迈克尔·法拉第在19世纪中期提出。
该定律描述了磁场变化对磁场内导体产生的感应电动势的影响，为电磁学领域的理论建立奠定了基础。
1. 概述法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的定律之一。
当磁场的变化导致磁力线与导体相对运动时，导体中会产生电动势。
这个电动势的大小与磁场变化率成正比，与导体回路的形状和导体本身的性质有关。
2. 法拉第电磁感应定律的表达式根据法拉第电磁感应定律，导体中感应电动势的大小可以通过以下公式计算：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，Φ表示通过导体横截面的磁通量，dt 表示时间的微小变化量。
负号表示当磁通量增加时，感应电动势的方向与导体回路中电流运动的方向相反，反之亦然。
3. 磁通量的计算为了计算感应电动势，我们需要首先计算通过导体横截面的磁通量。
磁通量Φ可以通过以下公式计算：Φ = B * A * cosθ其中，B表示磁场的磁感应强度，A表示导体横截面的面积，θ表示磁场线与导体法线之间的夹角。
4. 磁感应强度和感应电动势的关系根据法拉第电磁感应定律的表达式，我们可以看出磁感应强度的变化率对感应电动势的大小有直接影响。
当磁感应强度的变化率较大时，感应电动势也会较大。
反之，当磁感应强度的变化率较小或为零时，感应电动势将为零。
5. 应用法拉第电磁感应定律广泛应用于各种电磁设备和技术中。
例如，发电机的工作原理就是利用电磁感应产生电动势，将机械能转化为电能。
同时，变压器也是基于电磁感应原理工作的，通过磁场的变化实现电压的升降。
6. 实验验证为了验证法拉第电磁感应定律，可以进行一系列实验。
例如，可以将一个线圈放置在磁场中，并使磁场的强度发生变化，通过测量线圈中感应电压的变化来验证定律的正确性。
结论：法拉第电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一，它描述了磁场的变化对导体中产生的感应电动势的影响。
通过研究和应用这一定律，我们可以更好地理解和利用电磁感应现象，推动电磁学的发展和应用。
人教版高中物理选择性必修2 2.2 法拉第电磁感应定律
2.导体斜切磁感线
E BLv1 BLv sin
（θ为v与B夹角）
若v//B：E=0（无切割）
L应指切割磁感线的有效长度
B
L
v
公式BLv中的L指的是切割磁感线的有效长度。 在上图中E=BLv，L是圆弧切割磁感线的有效长度。
练：求下面图示情况下，a、b、c三段导体两端的 感应电动势各为多大？
练2：如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻 R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方 向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动, 框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑 动时，试求： (1)导体ab上的感应电动势的大小 (2)回路上感应电流的大小
(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的 变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小 没有必然联系． (2)磁通量的变化率对应Φt图线上某点切线的斜率．
Φ
o
t
思考与讨论
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?
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).
(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
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。
E n 50 0.5V 25V t
2法拉第电磁感应定律
第九章 电磁感应第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流考纲解读1．能应用法拉第电磁感应定律E ＝nΔΦ/Δt 和导线切割磁感线产生电动势公式E ＝Blv 计算感应电动势2．会判断电动势的方向，即导体两端电势的高低.3．理解自感现象、涡流的概念,能分析通电自感和断电自感.考点一 法拉第电磁感应定律的应用1．感应电动势(1)感应电动势：在 中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于 ，导体的电阻相当于 ．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循 定律，即I ＝2．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦ/Δt 和线圈的 共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．E=（2）当ΔΦ仅由B 的变化引起时，则E= ；当ΔΦ仅由S 的变化引起时，则E= ；当ΔΦ由B 、S 的变化同时引起时，则E= 。
3．磁通量的变化率t∆∆φ是Φ－t 图象上某点切线的斜率 [例1] 如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd ，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N ＝100，边长ab ＝1.0 m 、bc ＝0.5 m ，电阻r ＝2Ω.磁感应强度B 在0～1 s 内从零均匀变化到0.2 T ．在1～5 s 内从0.2 T 均匀变化到－0.2 T ，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：(1)0.5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向；(2)在1～5 s 内通过线圈的电荷量q ；(3)在0～5 s 内线圈产生的焦耳热Q.变式1．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率tB ∆∆的大小应为( )A ．πω04B B ．πω02B C ．πω0B D ．πω20B变式2．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝100，线圈面积S ＝200cm 2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R ＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是( )A ．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B ．电阻R 两端的电压随时间均匀增大C ．线圈电阻r 消耗的功率为4×10－4 WD ．前4 s 内通过R 的电荷量为4×10－4 C规律总结：法拉第电磁感应定律解题技巧(1)公式E ＝n ΔΦΔt是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择． (2)用公式E ＝nS ΔB Δt求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积． (3)通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路总电阻R 总有关，与时间长短无关．推导如下：q ＝I Δt ＝n ΔΦΔtR 总·Δt ＝n ΔΦR 总. 考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算1．公式E ＝Blv 的使用条件(1) 磁场．(2)B 、l 、v 三者相互 ．(3)如不垂直，用公式E ＝Blvsinθ求解，θ为B 与v 方向间的夹角．2．“瞬时性”的理解(1)若v 为瞬时速度，则E 为 感应电动势．(2)若v 为平均速度，则E 为 感应电动势．3．切割的“有效长度”公式中的l 为有效切割长度，即导体在与v 垂直的方向上的投影长度．图4中有效长度分别为：设圆的半径为R甲图：l ＝ ；乙图：沿v 1方向运动时，l ＝ ；沿v 2方向运动时，l ＝ .丙图：沿v 1方向运动时，l ＝ ；沿v 2方向运动时，l ＝ ；沿v 3方向运动时，l ＝ .4．“相对性”的理解E ＝Blv 中的速度v 是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．[例2] (2012·四川·20)半径为a 、右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.直杆在圆环上以速度v平行于直径CD 向右做匀速直线运动，直杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，直杆的位置由θ确定，如图所示．则( )A ．θ＝0时，直杆产生的电动势为2BavB ．θ＝3π 时，直杆产生的电动势为3Bav C ．θ＝0时，直杆受的安培力大小为02)2(2R av B +π D ．θ＝3π 时，直杆受的安培力大小为02)35(3R av B +π 变式3.如图所示，水平放置的粗糙U 形框架上接一个阻值为R 0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，一个半径为L 、质量为m 的半圆形硬导体AC 在水平向右的恒定拉力F 作用下，由静止开始运动距离d 后速度达到v ，半圆形硬导体AC 的电阻为r ，其余电阻不计．下列说法正确的是( )A ．此时AC 两端电压为U AC ＝2BLvB ．此时AC 两端电压为rR BLvR U AC +=002 C ．此过程中电路产生的电热为221mv Fd Q -= D ．此过程中通过电阻R 0的电荷量为rR BLd q +=02 变式4．如图所示，足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，导轨平面与磁感应强度大小为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab 棒接入电路的部分的电阻为R ，当流过ab 棒某一横截面的电荷量为q 时，棒的速度大小为v ，则金属棒ab 在这一过程中( )A ．a 点的电势高于b 点的电势B ．ab 棒中产生的焦耳热小于ab 棒重力势能的减少量C ．下滑的位移大小为BLqR D ．受到的最大安培力大小为θsin 22Rv L B 考点三 自感现象的理解1．自感现象(1)概念：由于导体 变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做 ．(2)表达式：tI L E ∆∆=. (3)自感系数L 的影响因素：与线圈的 、形状、 以及是否有铁芯有关．2．自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向 ，阻碍电流的 ，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向 ，阻碍电流的 ，使其缓慢地减小．线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的L I 逐渐变小．3．自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．4．断电自感中，灯泡是否闪亮问题(1)通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮．(2)通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮．[例3]如图所示的电路中，L 为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D 1、D 2是两个完全相同的灯泡，E 是一内阻不计的电源．t ＝0时刻，闭合开关S ，经过一段时间后，电路达到稳定，t 1时刻断开开关S.1I 、2I 分别表示通过灯泡D 1和D 2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I 随时间t 变化关系的是( )变式5．如图(a)、(b)所示的电路中,电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,且小于灯泡A 的电阻,接通S,电路达到稳定后,灯泡A 发光，则( )A ．在电路(a)中，断开S ，A 将渐渐变暗B ．在电路(a)中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗C ．在电路(b)中，断开S ，A 将渐渐变暗D ．在电路(b)中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗变式6．如图所示，线圈L 的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L 1、L 2是两个完全相同的小灯泡，开关S 闭合和断开的过程中，灯L 1、L 2的亮度变化情况是(灯丝不会断)( )A ．S 闭合，L1亮度不变，L 2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L 2立即熄灭，L 1逐渐变暗B ．S 闭合，L 1亮度不变，L 2很亮；S 断开，L 1、L 2立即熄灭C ．S 闭合，L 1、L 2同时亮，而后L 1逐渐熄灭，L 2亮度不变；S 断开，L 2立即熄灭，L 1亮一下再熄灭D ．S 闭合，L 1、L 2同时亮，而后L 1逐渐熄灭，L 2则逐渐变得更亮；S 断开，L 2立即熄灭，L 1亮一下再熄灭。
电磁感应和法拉第定律
电磁感应和法拉第定律电磁感应是一种重要的物理现象，它指的是当磁场发生变化时，周围的导体中会产生电流。
而法拉第定律则是描述了电磁感应现象中电动势的产生与磁场变化的关系。
本文将详细介绍电磁感应和法拉第定律的原理以及其在实际应用中的重要性。
一、电磁感应的原理电磁感应的原理是通过磁场的改变来引发导体中的电流产生。
根据法拉第电磁感应定律，导体中的电动势与磁场变化的速率成正比。
当一个闭合回路中的导线与磁场相交时，如果磁场发生变化，导线内将会产生感应电流。
这个感应电流的方向遵循右手法则，即与磁场变化的方向相对应。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是由迈克尔·法拉第在1831年提出的。
根据这个定律，当闭合回路中的导线与变化的磁场相交时，导线两端会产生电动势，其大小与磁场变化的速率成正比。
这个电动势可以用以下公式表示：ε = -NΔΦ/Δt其中，ε表示感应电动势，N表示匝数，ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示时间的变化量。
三、电磁感应的应用电磁感应在现实生活中有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1. 发电机发电机是电磁感应原理的重要应用之一。
通过机械能驱动导致磁场变化，来产生电动势，从而产生电流。
这个电流可以用来供电或者储存电能。
2. 变压器变压器也是基于电磁感应原理的设备。
通过交流电流在线圈中的流动产生的磁场变化，实现电能的传输和变压。
3. 感应炉感应炉是利用电磁感应产生的感应电流来加热物体的装置。
感应炉中的线圈产生交变磁场，导致物体中的感应电流，从而将电能转化为热能。
4. 感应传感器感应传感器利用电磁感应的原理来检测周围环境中的变化。
例如温度传感器、接近传感器等都是利用电磁感应来实现的。
5. 电磁铁电磁铁是一种利用电磁感应产生的电磁力来吸引或释放物体的装置。
通过通电产生磁场，使铁芯具有磁性，从而实现吸附和释放物体。
四、电磁感应的意义电磁感应的研究对于理解电磁现象与应用具有重要意义。
电磁感应的原理是许多电器、电机、变压器等设备的基础，深入研究电磁感应可以为这些设备的设计与改进提供理论支持。
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是关于电磁感应现象中电动势产生的定律。
它是英国物理学家迈克尔·法拉第在1831年通过实验观察到的。
法拉第电磁感应定律揭示了磁场变化引起的感应电流现象，为电磁学的发展做出了重要贡献。
法拉第电磁感应定律的表述为：“当一根导体在磁场中运动或磁场变化时，产生在导体两端的电动势的大小与导体在磁场中运动的速度或磁场变化速率成正比。
”根据法拉第电磁感应定律，可以得出以下三个定律：第一定律：当导体与磁场垂直时，导体中不会产生电动势。
第二定律：当导体与磁场夹角不为零时，导体中会产生感应电动势。
电动势的大小正比于导体在磁场中的速度。
第三定律：当导体与磁场夹角不为零时，导体中会产生感应电动势。
电动势的大小正比于导体所受磁场变化率。
法拉第电磁感应定律的应用非常广泛。
它为电磁感应现象的解释提供了基础，也为电能转换和电磁设备的设计提供了理论依据。
根据法拉第电磁感应定律，我们可以理解一些实际应用。
例如发电机的工作原理就是基于电磁感应定律的。
当磁场和导体的相对运动产生变化时，导体中就会产生感应电动势，从而产生电流。
这就是发电机将机械能转化为电能的原理。
另外，电磁感应定律还可以解释变压器的工作原理。
当交流电通过一个线圈时，会产生交变磁场。
而接近该线圈的另一个线圈中会感应出电动势，从而产生电流。
这个原理被应用于变压器的步进调压、信号传输和能量传输等领域。
同时，法拉第电磁感应定律也可以用于电磁感应的实验教学。
通过实验，学生可以观察到磁场变化对电动势的影响，进而理解电磁感应的基本原理。
在理论研究和工程应用中，法拉第电磁感应定律为我们解决问题提供了重要的参考。
通过对电磁感应现象的深入理解，人们能够更好地利用电磁力和电磁感应现象，使其为社会经济发展和科学研究带来更多的益处。
总之，法拉第电磁感应定律是电磁学中一项重要的定律，它揭示了磁场变化会引起感应电动势的规律。
这一定律为电磁学的研究和应用提供了理论基础，也在发电、变压器和实验教学等领域有广泛应用。
电磁感应定律
电磁感应定律电磁感应定律是理解电磁学中重要概念之一。
它由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年首次提出，并被广泛应用于电动机、发电机、变压器等电磁设备的工作原理解释以及发展。
本文将介绍电磁感应定律的基本原理和应用。
一、电磁感应定律的基本原理电磁感应定律是描述磁场变化引起产生感应电动势的定律，有两个基本原理。
1. 法拉第（Faraday）定律法拉第定律指出：当闭合线圈中的磁通量发生变化时，线圈内将产生感应电动势。
这个电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
具体公式可以表示为：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，dt表示时间变化率。
负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
2. 伦次（Lenz）定律伦次定律是法拉第定律的补充，描述了感应电流的方向。
伦次定律规定：感应电流的方向总是使其产生的磁场与变化磁场相对抗。
这一规律保证了能量守恒。
例如，在磁通量增加时，感应电流会产生一个磁场，与增加的磁场方向相反。
二、电磁感应定律的应用1. 电动发电机电动发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
根据电磁感应定律，当发电机的转子在磁场中旋转时，由于磁通量的变化，在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势通过导线流动，产生电流。
通过闭合回路，这个电流可以用于驱动电器设备。
2. 互感器和变压器互感器和变压器是利用电磁感应定律工作的电磁设备，用于变换电流和电压的大小。
互感器通过线圈的线圈之间的磁耦合，利用感应电流的原理改变电流或电压的大小。
变压器则依靠变换线圈的匝数比例来实现电压的变换。
3. 物理实验电磁感应定律也可以通过物理实验来验证。
例如，我们可以将一根导线放入磁场中，并测量其两端的电压。
当导线与磁场相对运动时，会观察到感应电流在导线中的存在。
这种实验通常被用于教学和科学研究领域。
总结：电磁感应定律是电磁学中重要的基本原理之一。
它描述了磁场变化引起感应电动势的现象，为电磁设备的工作提供了基础。
2.2 法拉第电磁感应定律(教学设计)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
2.2 法拉第电磁感应定律教学设计回答电动势回答有电源，产生电磁感应的部分就是电源。
比如，动生现象中切割磁感线的导体，感生现象中变化磁场穿过的线圈。
甲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。
①有感应电流一定存在感应电动势；①有感应电动势不一定存在感应电流。
（二）电磁感应的实质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.（产生感应电流只不过是一个现象，表示电路中输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备随时输出电能的能力）总结：感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是无关的。
感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？（一）探究影响感应电动势大小的因素实验装置如图所示，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。
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（二）法拉第电磁感应定律 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。
2.公式:E t ∆Φ=∆线圈有n 匝：E nt ∆Φ=∆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。
4.应用:用公式t ΦnE ∆∆= 求E 的几种常见情况：①B 不变, S 发生变化,ΔS ＝S 2-S 1 ：tS B ntBS BS nE ∆∆=∆-=12 ①S 不变, B 发生变化,ΔB ＝B2-B1 ：tB S ntSB S B nE ∆∆∆-=＝12①如果B 、S 都变化呢？tS B S B ntnE ∆-∆=112212＝－ϕϕ三、导线切割磁感线时的感应电动势（一）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。
《大学物理》电磁感应的基本定律
dl
εd i = ( v ×B ) . dl
++ + ++
v ×B
v
fm
非静电性电场的场强为：
Ek=
fm e
= v×B
++ + ++
v ×B
所以动生电动势为：
ε . i = l E k dl
. =
l
(
v×B
)
dl
εd i = ( v ×B ) . dl ε i =l ( v×B ) . dl
v
感生电动势：由于磁场随时间变化所产生的 电动势。
由电动势定义：
ε . i
=
l
Ek
dl
E k 为非静电性电场的场强。
2-3-4 动生电动势
动生电动势：由于导线和磁场作相对运动所 产生的电动势。
感生电动势：由于磁场随时间变化所产生的 电动势。
由电动势定义：
ε . i
=
l
Ek
dl
E k 为非静电性电场的场强。对于动生电动 势非静电力为洛仑兹力
L
分四种情况讨论：
Φ n
1. Φ ＞0，ddΦt ＞ 0
ε 由定律得 i＜ 0
( B)
ε 绕 行方向 i L
ε故 i与L方向相反。
2. Φ ＞0，ddΦt ＜ 0
Φ n
ε 由定律得 i＞ 0
( B) 绕 行方向
εi
ε故 i与L方向相同。
L
3. （同学自证） Φ ＜ 0，ddΦt ＞ 0 4. （同学自证） Φ ＜ 0，ddΦt ＜ 0
第2节 法拉第电磁感应定律
第2节法拉第电磁感应定律学习目标要求核心素养和关键能力1.理解法拉第电磁感应定律的内容。
2.能够运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。
3.能够分析和计算部分导体切割磁感线产生的电动势。
4.知道导线切割磁感线，通过克服安培力做功把其他形式的能转化为电能。
1.科学推理由法拉第电磁感应定律推导部分导体切割磁感线产生的电动势的表达式。
2.关键能力分析推理能力。
一、电磁感应定律1．感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
2．法拉第电磁感应定律(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。
(2)公式：E＝n ΔΦΔt，其中n为线圈的匝数。
(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb)，感应电动势的单位是伏(V)。
【判一判】(1)线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。
(×)(2)线圈中磁通量的变化量ΔΦ越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。
(×)(3)线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大。
(×)(4)线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大。
(√)二、导线切割磁感线时的感应电动势1．导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图1所示，E＝Bl v。
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2所示，E＝Bl v sin__θ。
3．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能。
【做一做】如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Bl v的是________。
答案甲、乙、丁探究1法拉第电磁感应定律的理解和应用1．感应电动势(1)产生条件：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。
(2)方向确定：在内电路中，感应电动势的方向由电源的负极指向电源的正极，跟内电路中的电流方向一致。
高中物理必备知识点 法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律『夯实基础知识』1、法拉第电磁感应定律：在电磁感应现象中，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。
公式： tn E ∆∆ϕ＝，其中n 为线圈的匝数。
法拉第电磁感应定律的理解（1）t n∆∆ϕ＝E 的两种基本形式：①当线圈面积S 不变，垂直于线圈平面的磁场B 发生变化时，t B S n E ∆∆＝；②当磁场B 不变，垂直于磁场的线圈面积S 发生变化时，tS B n E ∆∆＝。
（2）感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率t ∆∆ϕ，与φ的大小及△φ的大小没有必然联系。
（3）若t ∆∆ϕ为恒定（如：面积S 不变，磁场B 均匀变化，k t B =∆∆，或磁场B 不变，面积S 均匀变化，'=∆∆k t S ），则感应电动势恒定。
若t ∆∆ϕ为变化量，则感应电动势E 也为变化量，t n E ∆∆ϕ＝计算的是△t 时间内平均感应电动势，当△t→0时，tn E ∆∆ϕ＝的极限值才等于瞬时感应电动势。
2、磁通量ϕ、磁通量的变化ϕ∆、磁通量的变化率t ∆∆ϕ （1）磁通量ϕ是指穿过某面积的磁感线的条数，计算式为θϕsin BS ＝，其中θ为磁场B 与线圈平面S 的夹角。
（2）磁通量的变化ϕ∆指线圈中末状态的磁通量2ϕ与初状态的磁通量1ϕ之差，12ϕϕϕ－＝∆，计算磁通量以及磁通量变化时，要注意磁通量的正负。
（3）磁通量的变化率。
磁通量的变化率t∆∆ϕ是描述磁通量变化快慢的物理量。
表示回路中平均感应电动势的大小，是t -ϕ图象上某点切线的斜率。
t ∆∆ϕ与ϕ∆以及ϕ没有必然联系。
3、对公式E =Blv 的研究（1）公式的推导取长度为1的导体棒ab ，强度垂直于磁场方向放在磁感强度为B 的匀强磁场中，当棒以速度v 做垂直切割磁感线运动时，棒中自由电子就将受到洛仑兹力f b =evB 的作用，这将使的a 、b 两端分别积累起正、负电荷而在棒中形成电场，于是自由电子除受f b 作用外又将受到电场力f c =eE ，开始a 、b 两端积累的电荷少，电场弱，f c 小，棒两端积累的电荷继续增加，直至电场力与洛仑兹力平衡：f c =f B 。
电磁感应定律_法拉第电磁感应定律_楞次定律_右手定则
电磁感应定律_法拉第电磁感应定律_楞次定律_右手定则
1.法拉第电磁感应定律
实验证明：对于导体切割磁感线，导体中产生的感应电动势与导体切割运动速度、磁感应强度、导体长度成正比。
当导体运动方向与导体本身垂直，并且跟磁感线方向也垂直时，导体切割磁感线产生的感应电动势大小为
式中：B ——磁场磁感应强度，国际单位制单位T（特）
——导体长度，国际单位制单位m（米）
——导体运动速度；国际单位制单位m/s（米每秒）
E——导体切割磁感线产生的感应电动势，国际单位制单位V（伏）在线圈中，感应电动势的大小与磁通变化的快慢有关。
磁通变化的快慢叫做磁通的变化率，即单位时间内磁通的变化量。
法拉第电磁感应定律告诉我们：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通的变化率成正比。
用公式表示为
如果线圈的匝数有N匝，那么，线圈的感应电动势为
2.楞次定律
通过实验观察，我们发现：当磁铁插入线圈时，原磁通在增加，线圈所产生的感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反，即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的增加。
如右图（a)、(c)所示。
当磁铁拔出线圈时，原磁通在减少，线圈所产生的感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相同，即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的减少，如右图(b)、(d）所示
因此，我们得出结论，感应电流的方向，总是使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通的变化，这就是楞次定律。
3.右手定则
当闭合电路中的一部分导线做切割磁感线运动时，感应电流的方向可用右手定则来判断：伸开右手，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直进入手心，大拇指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，如下图所示。
高中物理必备知识点法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律『夯实基础知识』1、法拉第电磁感应定律：量的变化率成正比。
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通在电磁感应现象中，??，其中n公式：为线圈的匝数。
nE＝t?法拉第电磁感应定律的理解??nE＝发生变（1当线圈面积）S不变，垂直于线圈平面的磁场B的两种基本形式：①t?SS?BB?不变，垂直于磁场发生变化时，的线圈面积S。
；②化时，当磁场B nEE＝n＝t?t???的大小φφ，（2）感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率与的大小及△t?没有必然联系。
?B??均匀变化，B为恒定（如：面积S不变，磁场S，或磁场B（3不变，面积）若k?tt????S?）也为变化量，，则感应电动势恒定。
若为变化量，则感应电动势E均匀变化，?k?t?t?????的极限值才等于瞬时感△t时间内平均感应电动势，当△t→0时，计算的是nEE＝n＝t??t应电动势。
???、磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率2??t?B为磁场1）磁通量是指穿过某面积的磁感线的条数，计算式为，其中θ（???sinBS＝S与线圈平面的夹角。
?，差量之磁磁通量与初状态的通量（2）磁通的变化圈指线中末状态的???12，计算磁通量以及磁通量变化时，要注意磁通量的正负。
???－＝?12??是描述磁通量变化快慢的物理量。
表示回路中（3）磁通量的变化率。
磁通量的变化率t????图象上某点切线的斜率。
平均感应电动势的大小，是与以及没有必然联系。
???t?t?、对公式E =Blv的研究3 1）公式的推导（的匀强磁场中，当棒以，强度垂直于磁场方向放在磁感强度为B取长度为1的导体棒ab、af=evB的作用，这将使的棒中自由电子就将受到洛仑兹力速度v做垂直切割磁感线运动时，b作用外又将受到电场力f两端分别积累起正、负电荷而在棒中形成电场，于是自由电子除受b b、小，棒两端积累的电荷继续增加，直至电场b两端积累的电荷少，电场弱，=eEf，开始af cc棒形成一个感应电abf力与洛仑兹力平衡：f=f。
电磁感应定律
电磁感应定律导言：电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一，它揭示了电磁场与电路之间的相互作用规律。
通过电磁感应定律，我们可以理解电动势的产生、发电机的工作原理以及电磁感应在许多现实应用中的重要性。
本文将详细介绍电磁感应定律的基本概念、数学表达以及应用情况。
一、电磁感应定律的基本概念电磁感应定律是由英国物理学家法拉第于1831年首次提出的。
它指出：当导体中的磁通量发生变化时，将在导体两端产生感应电动势，从而引起电流的产生。
二、电磁感应定律的数学表达1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应定律的基本表达式。
它可以用数学方式表示为：ε = -dφ/dt其中，ε表示感应电动势，dφ/dt表示磁通量的变化率。
2. 楞次定律楞次定律是电磁感应定律的重要推论，它是法拉第电磁感应定律的补充。
楞次定律可以用如下方式表述：感应电流的方向总是使得它所产生的磁场的磁通量变化量趋向于抵消原磁场的变化。
三、电磁感应定律的应用1. 电动势的产生根据电磁感应定律，当磁场相对于导体线圈发生变化时，线圈两端将产生感应电动势。
这一原理被应用于发电机等设备中，实现了机械能转化为电能的过程。
2. 电感电磁感应定律说明了导体中感应电动势的产生，同时也揭示了电感的存在。
通过将导体弯曲为线圈形状，可以增加电感的大小，并应用于电子电路中的滤波器等器件中。
3. 变压器电磁感应定律的应用之一是变压器。
变压器通过磁场的变化，使得两个相互绕制的线圈之间传导电磁感应，从而实现电能的传输与变压。
4. 感应加热电磁感应定律的实际应用之一是感应加热。
通过在导体中通以交变电流，产生的变化磁场将引起导体中的感应电流，从而使导体产生热量。
这种原理被广泛应用于感应炉等加热设备中。
5. 磁悬浮列车电磁感应定律的应用之一是磁悬浮列车。
通过在轨道上设置电磁铁，产生变化的磁场，从而引起列车中的感应电流，实现列车与轨道的悬浮与运行。
结论：电磁感应定律是电磁学的重要定律之一，其基本概念和数学表达形式在科学研究和实际应用中起到了重要作用。
2法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律知识点1法拉第电磁感应定律感应电动势E=______________。
是平均感应电动势。
感应电动势大小由磁通量的变化率ΔΦ/Δt决定，ΔΦ/Δt越大，感应电动势越大。
两种特殊情况：B变S不变时E=______________，为感生电动势。
S变B不变时E=______________。
为动生电动势。
感应电流I=______________。
电磁感应总的电荷量．．．．．q=______________。
例1图中甲～丁所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像,关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是( )A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C.图丙中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D.图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大练习1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（）A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同练习2一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图4甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（）A．t1、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t 1、t 3时刻线圈中感应电流方向改变C．t 2、t 4时刻线圈中磁通量最大D．t 2、t 4时刻线圈中感应电动势最小例2一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1s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1s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,线框中感应电动势的比值为( )A. B.1 C.2 D.4练习1一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01s内，通过线圈的磁通量是由0.04Wb均匀地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势E＝_________。
法拉第电磁感应定律
线圈以此位置为初始位置，经过时间t,转过角度ωt时：
E1
E2
L
O'
E1 nBLl1
E2 nBLl2
E nBS cost
1、适用于线圈绕垂直于磁场的轴的转动，与轴的位置 无关。 2、与线圈平面形状无关 3、线圈从平行于磁场的位置开始计时
三、导体切割磁感线运动时的电动势
判断正误：(1)导线运动的速度v的方向与磁感应强度B的方向平行时，感应电 动势为零。( )(2)导线运动的速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直时，感 应√电动势最大。( )(3)一段导线在做切割磁感线的运动时相当于一个电源。
例题1
(多选)在电磁感应现象中，下列说法正确的是( AD )A．感应电流的磁场
是阻碍原来磁场的变化B．感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向 相反C．穿过闭合电路的磁通量越大，电路中的感应电流也越大D．穿过 路的磁通量变化越快，电路中的感应电动势也越大
【解析】根据楞次定律可知：感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化，故A正确。由楞次定律可 知：原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与引起它的磁场方向相同，故B错误。穿过闭合电路的 磁通量越大，但磁通量变化率不一定越大，所以根据法拉第电磁感应定律知感应电动势不一定越大， 感应电流也就不一定越大，故C错误。穿过电路的磁通量变化越快，磁通量变化率越大，根据法拉 第电磁感应定律知感应电动势也越大，故D正确。
二、法拉第电磁感应定律
4.应用:用公式
E n Φ t
求E的几种常见情况：
①B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1 ：
E n BS 2 BS1 t
B S n
t
②S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1 ： E n B2S B1S ＝n S B
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P a c θ
甲
b
B
d
Q O
乙
O
t s
丙
t t/s
变化：若磁场按照图丙所示的规律变化呢？
4、如图所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2m2、电阻r=0.5Ω的圆 形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间 按B=0.6+0.02t（T）的规律变化。处于磁场外的电阻R1=3.5Ω， R2=6Ω，电容C=30μF，开关S开始时未闭合，求： （1）闭合S后，线圈两端M、N两点间的 电压UMN和电阻R2消耗的功率 （2）闭合S一段时间后又打开S，则S断 开后通过R2的电荷量为多少？
B b先于a
C a、b同时落地
E
. .
a
b .
.
D 无法确定
2、如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两接在电 容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂 直环面向里，磁感应强度以B=B0+kt（k>0）随时间变化。t =0时， P、Q两板电势相等。两板间的距离远小于环的半径，经时间t电 容器P板 （ D ）
M C N S
R1
R2
D E=2πfl2B，且a点电势高于b点电势
训练：如图，水平地面上方有正交的匀强磁场和匀强 电场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向外，半圆形铝 框从直径处于水平位置沿竖直平面由静止开始下滑， 不计阻力，a、b两端落到地面上的次序是 （ A ） A a先于b
. . . . . . . . . . .B .
变化：一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场 竖直方向分量为B，叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f， 顺着地磁场的方向（即竖直向上）看螺旋桨按顺时针方向 转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。 如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感 （ A ） 应电动势，则
A E=πfl2B，且a点电势低于b点电势 B E=2πfl2B，且a点电势低于b点电势 C E=πfl2B，且a点电势高于b点电势
A 不带电 B 所带电荷量与t成正比 C 带正电，电荷量是 D 带负电，电荷量是
KL2 C 4
KL2 C 4
B
B
C
P Q
3、如图甲中bacd为导体作成的框架，其平面与水平面成θ角，质 量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路电阻为R，整个装置 放于垂直于框架平面的变化磁场中，磁感应强度的变化如图乙， PQ始终静止，在0～ts内，PQ受到的摩擦力的变化情况怎样？
1、一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a， 翼展为b；该空间地磁场的磁感应强度的水平分量为B1，竖直分 量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B 表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则 （ D ） A E =B1vb，且A点电势低于B点电势 B E =B1vb，且A点电势高于B点电势 C E =B2vb，且A点电势低于B点电势 D E =B2vb，且A点电势高于B点电势