高二物理电磁感应知识点

一、电磁感应现象 1、产生感应电流的条件 感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 以上表述是充分必要条件。不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。 2、感应电动势产生的条件。 感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。 这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。 3、关于磁通量变化 在匀强磁场中，磁通量Φ=B(S(sinα（α是B与S的夹角），磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有： ①S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔB(Ssinα ②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS(Bsinα ③B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1) 二、楞次定律 1、 内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”。 A、从“阻碍磁通量变化”的角度来看，无论什么原因，只要使穿过电路的磁通量发生了变化，就一定有感应电动势产生。 B、从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的，所以只能是机械能转化为电能，因此机械能减少。磁场力对物体做负功，是阻力，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。 C、从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。自感现象中产生的自感电动势总是阻碍自身电流的变化。 2、 实质：能量的转化与守恒． 3、 应用：对阻碍的理解：（1）顺口溜“你增我反，你减我同”（2）顺口溜“你退我进，你进我退”即阻碍相对运动的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加，则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。“你减我同”的意思是如果磁通量减小，则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。 用以判断感应电流的方向，其步骤如下： 1）确定穿过闭合电路的原磁场方向； 2）确定穿过闭合电路的磁通量是如何变化的（增大还是减小）； 3）根据楞次定律，确定闭合回路中感应电流的磁场方向； 4）应用安培定则，确定感应电流的方向． 三、法拉第电磁感应定律 1、 定律内容：感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小，与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。 A、决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢 B、注意区分磁通量中，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同 —磁通量， —磁通量的变化量， 2、 导体切割磁感线：ε=BLv． 应用该式应注意： （1）只适于导体切割磁感线的情况，求即时感应电动势（若v是平均速度则ε为平均值）； （2）B，L，v三者相互垂直； （3）对公式ε=BLvsinθ中的θ应理解如下： 1）当B⊥L，v⊥L时，θ为B和v间夹角，如图（a）； 2）当v⊥L，B⊥v时，θ为L和B间夹角； 3）当B⊥L，v⊥B时，θ为v和L间夹角． 上述1），2），3）三条均反映L的有效切割长度。 3、 回路闭合 式中ΔΦ为回路中磁通量变化，Δt为发生这段变化所需的时间，n为匝数． 四、自感现象 1、 自感现象是指由于导体本身的电流发生变、 化而产生的电磁感应现象。 由于线圈（导体）本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。自感电动势总量阻碍线圈（导体）中原电流的变化。 2、 自感系数简称自感或电感, 它是反映线圈特性的物理量。线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。自感现象分通电自感和断电自感两种。 3、 自感电动势的大小跟电流变化率成正比 。 L是线圈的自感系数，是线圈自身性质，线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，有铁芯则线圈的自感系数L越大。单位是亨利（H）。 五、主要的计算式 1、 感应电动势大小的计算式： 注：a、若闭合电路是一个 匝的线圈，线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动势的n倍。E是 时间内的平均感应电动势 2、 几种题型 ①线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化： ②磁感强度不变，线圈面积均匀变化： ③B、S均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时，计算式为： 3、 导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算式 (1). 公式： （2）. 题型：a若导体变速切割磁感线，公式中的电动势是该时刻的瞬时感应电动势。 b若导体不是垂直切割磁感线运动，v与B有一夹角，如右图b： c若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，导体上各点的线速度不同，不能用 计算，而应根据法拉第电磁感应定律变成“感应电动势大小等于直线导体在单位时间内切割磁感线的条数”来计算，如下图c: 从图示位置开始计时，经过时间 ，导体位置由oa转到oa1，转过的角度 ，则导体扫过的面积 切割的磁感线条数（即磁通量的变化量） 单位时间内切割的磁感线条数为： ，单位时间内切割的磁感线条数（即为磁通量的变化率）等于感应电动势的大小： 即： 计算时各量单位： d.转动产生的感应电动势 ①转动轴与磁感线平行。如图d，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L的金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时，必须注意其中的速度v应该指导线上各点的平均速度，在本题中应该是金属棒中点的速度，因此有 。 ②线圈的转动轴与磁感线垂直。如图，矩形线圈的长、宽分别为L1、L2，所围面积为S，向右的匀强磁场的磁感应强度为B，线圈绕图e示的轴以角速度ω匀速转动。线圈的ab、cd两边切割磁感线，产生的感应电动势相加可得E=BSω。如果线圈由n匝导线绕制而成，则E=nBSω。从图16-8示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为e=nBSωcosωt 。该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关（但是轴必须与B垂直）。 实际上，这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式。 � EMBED Word.Picture.8 ��� b � EMBED Word.Picture.8 ��� c ω o a v d a d b c L1 L2 B ω _1111753549.unknown _1111753752.unknown _1111753989.unknown _1265886594.unknown _1265886997.doc × × × × × × × × × × × × × × × × a1 ω θ O a _1266314877.unknown _1265886976.doc θ v2 v1 v _1111754029.unknown _1111754051.unknown _1111753778.unknown _1111753964.unknown _1111753764.unknown _1111753681.unknown _1111753712.unknown _1111753589.unknown _1111753417.unknown _1111753487.unknown _1111753520.unknown _1111753451.unknown _1111753313.unknown _1111753322.unknown _1111753302.unknown _1037361739.unknown