人教版物理 第四章·电磁感应
高中物理 第四章 电磁感应 4-4 法拉第电磁感应定律 新人教版选修3-2
1．知道什么是感应电动势。 2．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＝Blvsinθ 的推 导及意义。会用此关系式解答有关问题。
1．法拉第电磁感应定律的内容是：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。表 达式为 E＝ΔΔΦt ，若闭合电路是 n 匝的线圈，则 E＝nΔΔΦt 。
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；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。
(2)穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动 势就越大。( × )
提示：感应电动势的大小取决于磁通量的变化率，而与 Φ、ΔΦ 的大小没有必然的联系。
E＝ □1 Blv 。
2．不垂直切割
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，则 E＝ □2 Blv1 ＝ □3 Blvsinθ 。
想一想 导体棒运动速度越大，产生的感应电动势越大吗？
提示：导体棒切割磁感线时，当导线的运动方向与导线 本身垂直时，产生的感应电动势的大小与垂直磁感线方向的 速度大小有关。速度大，垂直磁感线方向的速度不一定大， 所以，导体棒运动速度越大，产生的感应电动势不一定越大。
电路的磁通量的 □5 变化率 成正比。 (2)公式：E＝ □6 ΔΔΦt 。若闭合导体回路是一个匝数为
n 的线圈，则 E＝ □7 nΔΔΦt 。
(3)感应电动势的单位为 V，且 1 V＝1 Wb/s。 1 Wb/s＝1T·sm2＝1AN·ms·m2＝1NA··ms ＝1CJ ＝1 V。
最新人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》本章要览
第四章电磁感应
本章要览
内容提要：
本章讲述电磁感应现象的产生，确定感应电动势大小和感应电流方向的一般规律——法拉第电磁感应定律和楞次定律.
这两条定律具有普遍性，有广泛的应用.但在学习这两个规律，特别是楞次定律时，会感到比较抽象.课本中安排了较多的演示实验和学生实验，并注意对实验进行分析和推理，得出结论.课本先讲法拉第电磁感应定律，后讲楞次定律，也是考虑相对来说，楞次定律更难于理解一些，先易后难，学习的思路可能更为顺畅.
感应电流的产生条件、方向判定和导体切割磁感线产生的感应电动势的计算与其他学科知识相互渗透，同生活、生产实际及高科技成果紧密结合.在学习本章时，注意培养分析问题、应用知识解决实际问题的能力.
学法指导：
1.收集资料，了解电磁感应现象的发展过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神.
2.通过实验，理解感应电流的产生条件，举例说明电磁感应在生活和生产中的应用.
3.通过探究，理解楞次定律和法拉第电磁感应定律.。
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“跑失良机”的科拉顿（瑞士）
电流计
螺旋管
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法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力线” 的概念。暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光 可能是一种电磁振动的传播 。
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哲学家康德：
“各种自然现象之间是相互联系转化并且是和谐统一
的。”
这个思想指导很多科学家产生过很多重大的发现
物理学不再是各种现象的零散的罗 列，我们要将把整个宇宙纳入在一 个体系中。（奥斯特名言）
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汉弗莱·戴维 化学家 发明家
戴维最伟大的发现是： 发现了法拉第
汉弗莱.戴维
迈克尔·法拉第 （Michael Faraday，1791年9月22日-1867年8 月25日），出生于英国，物理学家、 化学家，被称为“电学之父”和 “交流电之父”。 迈克尔·法拉第是英国著名化学家 戴维的学生和助手，他的发现奠定 了电磁学的基础，是麦克斯韦的先 导。1831年，首次发现电磁感应现 象，并进而得到产生交流电的方法。 1831年，发明了圆盘发电机，是人 类创造出的第一个发电机。
高二物理人教版选修3-2课件：第四章电磁感应
“阻碍”的表现：增反减同、增缩减扩、增离减靠、来拒去留.
03
“阻碍”并不是“阻止”，而是“延缓”，电路中的磁通量还是在变化，只不过变化得慢了.
02
感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反，只在磁通量增大时两者才相反，而在磁通量减少时两者是同向的.
01
线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流穿过线圈a的磁通量变小线圈a有扩张的趋势线圈a对水平桌面的压力FN将增大例1 圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图1所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是 ( )
图8
D
5
1
2
3
4
4.(电磁感应中的能量问题)如图9所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上.质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端.若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计.则下列说法正确的是 ( )
电磁感应
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学案10 章末总结
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汇报人姓名
网络构建
电磁感应
电磁感应现象
现象
闭合电路一部分导体做 的运动闭合电路的 发生变化
图7
5
1
2
3
4
解析 线框abcd向右匀速运动，穿过线框的磁通量均匀增加，由法拉第电磁感应定律知线框中产生恒定电流，由楞次定律知产生顺时针方向的电流，选项A正确.答案 A
人教选修3-2第四章电磁感应
学生（分组讨论）：
当闭合电路处磁场的强弱发生变化时就会产生感源自电学生：小组讨论，交流心得。
3、分析论证
在实验2中，磁铁插入、抽出线圈，相当于线圈“切割”磁铁的磁感线，同时也可以认为线圈中的磁场变强、变弱；
在实验3中，开关通、断及滑片快速滑动时，电流变化→电流的磁场变化→线圈中磁场强弱变化。
师生归纳：当闭合电路处磁场的强弱发生变化时，闭合电路中就会产生感应电流。
教师：在实验1中，导体切割磁感线时，闭合电路处磁场的强弱并没有发生变化，电路也能产生感应电流，这又是为什么呢？可见我们对产生感应电流的条件需要进一步的概括，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？
人教选修3-2第四章电磁感应
第2节探究感应电流的产生条件
巴东县第二高级中学黄邵
教学目标
1、知识与技能
(1)知道什么是电磁感应现象。
(2)掌握产生感应电流的条件。
(3)培养学生观察实验现象、进行实验操作的技能。
2、过程与方法
(1)通过对实验现象的探究，进一步掌握实验探究的方法和对创新能力的培养。
(2)通过对现象的分析、归纳、概括，领悟出从特殊到一般的研究方法——归纳法。
（2）对产生感应电流条件的归纳总结。
教学过程
教师活动
学生活动
新课引入
探究过程
一、新课内容
1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电”的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。
1、教师演示实验
闭合电路的部分导体切割磁感线
演示：（课本上图4.2-1）导体左右平动，上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表中。
最新人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》
第四章电磁感应知识建构专题应用专题一感应电动势和感应电流的大小和方向问题(1)回路中磁感应强度发生变化而引起的感应电动势和感应电流的大小和方向问题，这种情况在求感应电动势大小时一般用法拉第电磁感应定律，判断方向时用楞次定律。
(2)回路中一部分导体切割磁感线而产生的感应电动势和感应电流的大小和方向问题，在这种情况下，在求感应电动势时一般用E＝Blv，判断方向时一般用右手定则比较方便。
使用楞次定律时，注意使用楞次定律的三个推广含义，这样做往往使复杂问题变得十分简便。
【例题1】如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。
金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。
则线框中感应电流的方向是()。
A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d专题二电磁感应中的图象问题(1)电磁感应图象的意义图象可以帮助我们正确理解物体的运动过程，图象法则是利用图象这种数学工具解决实际问题的一种方法。
在电磁感应现象中，利用图象可以展现电磁感应过程，发现相关规律，求解相关问题。
在电磁感应问题中涉及的物体运动，往往是加速度变化的变加速直线运动，使用图象法可以简便地求解结果。
(2)电磁感应图象的种类①电磁感应相关参量随时间变化的图象磁感应强度B－t图象，磁通量Φ－t图象，感应电动势E－t图象，感应电流I－t图象等。
②电磁感应中切割问题涉及参量随位移的图象感应电动势E－x图象，感应电流I－x图象，电势差U－x等图象。
③与电磁感应相结合涉及的其他量的图象电功率P－R图象，导体棒受安培力或受合力F－t图象，导体棒运动位移x－t图象，速度v－t图象，加速度a－t图象等。
(3)电磁感应图象的解题类型。
人教版3-2《第四章 电磁感应》章末总结(课件) (共30张PPT)
(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象; (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量。 不管是何种类型,电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、楞次 定律和法拉第电磁感应定律等分析解决。
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《第四章 电磁感应》章末总结
知识网络
电流的磁效应 划时代的发现 电磁感应现象
产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化
电磁感应现象
感应电流的大小:法拉第电磁感应定律
������
=
������
������ ������
(适用于所有情况)
������ = ������������������sin������(适用于导线切割磁感线的情况)
(3)利用 E=nΔΔ������������或 E=BLvsin θ 求感应电动势的大小。 (4)分析电路结构,画出等效电路图,利用欧姆定律和 串、并联电路的规律求解。
2.电磁感应的过程本质是其他能转化 为电能的过程,产生的电能又同时转化为其 他能量,所以,电磁感应问题往往与能的转化 与守恒相联系,解决这类问题要搞清能量的 转化过程。
【解析】火车做匀加速运动，速度为 v v0 at ，以火车为参照系，线圈是运动的，线 圈 左 （ 或 右 ） 边 切 割 磁 感 线 产 生 的 感 应 电 动 势 为 E BLv ， 线 圈 两 端 的 电 压 u E BLv BLv0 BLat ，由此可知，u 随时间均匀增大．线圈完全磁场中时，磁通
高中物理第四章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律讲义含解析新人教版选修3_2
第4节法拉第电磁感应定律1．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，与磁通量大小无关。
2．导线切割磁感线时，感应电动势的大小为E ＝Blv sin θ，其中θ表示v 与B 之间的夹角。
3．电动机线圈中产生的反电动势的作用是阻碍线圈的转动。
当电动机停止转动时，反电动势消失，电流会很大，容易烧毁电动机。
一、电磁感应定律 1．感应电动势(1)在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
(2)在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在。
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 ＝ΔΦΔt。
若闭合电路是一个匝数为n 的线圈，则E ＝n ΔΦΔt。
(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，感应电动势的单位是伏特。
二、导线切割磁感线时的感应电动势 反电动势1．导线垂直于磁场运动，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 ＝Blv sin_θ。
甲 乙 3．反电动势(1)定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的削弱电源电动势作用的感应电动势。
(2)作用：反电动势的作用是阻碍线圈的转动。
如果要使线圈维持原来的转动，电源就要向电动机提供能量，此时，电能转化为其他形式的能。
1．自主思考——判一判(1)产生感应电动势，不一定产生感应电流。
(√) (2)感应电动势的大小与磁通量大小有关。
(×) (3)感应电动势E 和磁通量Φ均与线圈匝数有关。
(×)(4)如图甲所示，线圈以恒定速度v 从图示位置向上离开磁场过程中感应电流逐渐变大。
(×)(5)如图乙所示，导体棒平动切割磁感线产生的电动势为Blv 。
人教高中物理选修第四章电磁感应单元复习讲课文档
解析：
q 2BS 2R
第十二页，共22页。
（一）电荷量q问题
总结归纳
电荷量q 的计算
第十三页，共22页。
（一）电荷量q问题
【拓展2】如图所示，放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和 PQ之间宽度为L，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的 方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其他 部分不计，导轨右端接一电容为C的电容器。长为2L的金属 棒a放在导轨PQ上与导轨垂直且接触良好，设导轨长度比2L长得 多，现将金属棒以a端为轴以角速度ω沿导轨平面顺时针旋转 90°角，在这一过程中通过电阻R的总电荷量是多少？
解析： 金属棒从b转到f的过程
q1
3BL2 2R
金属棒转到f的瞬间 Em B 2L L 2BL2
电容器所带的电荷量
总电荷量 q q1 q2
q2 CEm 2BL2C BL2 ( 3 2C)
2R
第十四页，共22页。
（二）焦耳热Q问题
【例3】如图甲所示，有一面积为S1=120cm2的金属环， 解析：
I E 0.1A R
通过金属环截面的电荷量
0.1 0.2
q I t 0.01C
第七页，共22页。
（一）电荷量q问题
【例2】如图所示，一边长为a，电阻为R的单匝线框 ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入磁感应 强度为B的匀强磁场。在这一过程中，通过导线框 的电荷量是多少？
A
D
B
C
第八页，共22页。
电阻为R＝0.1 Ω，环中面积为S2=100cm2的圆形区域 由法拉第电磁感应定律
内存在垂直于金属环平面向里的匀强磁场，磁场的 变化规律如图乙所示，在10s时间内，金属环产生
B E n t t S2 0.01V
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应自感与互感.docx
高中物理学习材料桑水制作【知识概要】一、互感1、当一个线圈中，在另一个线圈中产生的现象，称为。
互感现象中产生的感应电动势，称为。
二、自感1、实验一：当开关闭合时实验现象：灯泡A2 ，跟线圈L串联的灯泡A1 。
原因分析：2、实验二：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。
实验现象：S断开时，A 灯。
二、自感现象1、由于导体本身的而产生的电磁感应现象，叫自感现象。
2、自感现象中产生的电动势叫。
自感电动势的作用：阻碍导体中。
注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。
三、自感系数1、自感电动势的大小：2、自感系数 L－简称自感或电感3、自感物理意义：（1）决定线圈自感系数的因素：实验表明，，，，自感系数越大。
另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
（2）自感系数的单位：，简称，符号是。
常用单位：毫亨（m H）微亨（μH）【课堂例题】【例1】如图4-6-2示的电路中，A 1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：（）A.合上开关K接通电路时A2先亮，A1后亮最后一样亮B.合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮C.断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭D.断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭【例2】图4-6-3为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡，电键K处于闭合状态，电路是接通的，现将电键K打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从端到端，这个实验是用来演示现象。
【例3】一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈（）A．自感系数也将均匀增大 B．自感电动势也将均匀增大C．磁通量也将均匀增大 D．自感系数，自感电动势都不变【例4】、如图4-6-4所示的电路中，两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“-”接线柱流入时，指针向右摆，当电流从“+”接线柱流入时，指针向左摆，当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说法符合实际（）A．G1指针向左摆，G2指针向右摆B．G1指针向右摆，G2指针向左摆C．G1、G2的指针都向左摆D．G1、G2的指针都向右摆【例5】如图4-6-5所示的两个线圈A和B并排放置，当A线圈的电键S闭合的瞬时，B线圈中因磁通量增加而产生感应电流。