7-1电磁感应定律
大学物理习题册统稿
ob ac d第7-1 洛伦兹力，安培力 一．选择题1. 一匀强磁场，其磁感强度方向垂直于纸面（指向如图），两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示，则（ ）（A ）两粒子的电荷必然同号；（B ）粒子的电荷可以同号也可以异号；B（C ）粒子的动量必然不同；（D ）粒子的运动周期必然不同。
2. 图为四个带电粒子在0点沿相同的方向垂直于磁感线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片，磁场方向垂直纸面向外，轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电荷大小也相等，则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是（ ）（A ）oa（B ）obB（C ）oc （D ）od 3.一段长为L 的导线被弯成一个单匝圆形线圈，通过此线圈的电流为I ，线圈放在磁感应线与线圈平面平行的均匀磁场B 中，则作用在线圈上的力矩（ ）(A)2/4BIL 2/8 (C)2/8BIL (D)2/(4)BIL π二．计算题4. 如图一无限长直导线通以电流1I ，与一个电流2I 的矩形刚性载流线圈共面，设长直导线固定不动，求矩形线圈受到的磁力大小。
5. 一质子以速度710 1.010m s υ-=⨯⋅射入 1.5B T =的匀强磁场中，其速度方向与磁场方向1I 2I h成30角，计算：（1）质子螺旋运动的半径；（2）螺距；（3）旋转频率。
（质子质量27191.6710, 1.610e m kg e C --=⨯=⨯）6. 如图在载流为1I 的长直导线旁，共面放置一载流为2I 的等腰直角三角形，线圈abc ，腰长ab=ac=L ，边长ab 平行于长直导线，相距L ，求线圈各边受的磁力。
7. 如图，半径为R 的半圆形线圈，通有电流I ，放在磁感强度为B 的匀强磁场中，B 的方向平行于线圈所在的平面，求此线圈在磁场中受到的磁力矩大小和方向。
第7-2毕—萨定律，磁场高斯定理1I Ic一. 选择题1. 一根载有电流I 的无限长直导线，在A 处弯成半径为R 的圆形，由于导线外层有绝缘层，在A 处两导线靠得很近但不短路，则在圆心处磁感应强度B 的大小是（ ） （A ）0(1)/(2)I R μπ+ (B)0/(2)I R μπ(C) 0(1)/(2)I R μππ- (D)0(1)/(2)I R μππ+2. 两根长直导线互相平行地放置在真空中，如图所示，其中电流1210I I A ==，已知120.5PI PI m ==,1PI 垂直于PI 则P 点的磁感应强度大小和方向是（ ）（A ）65.6710T -⨯ 水平向右（B ）65.6710T -⨯ 水平向左 （C ）6410T -⨯ 水平向右 （D ）6410T -⨯ 水平向左 3. 一载有电流I 的无限长直导线，弯成如图所示形状，则0点 的磁感应强度为（ ）（A ）00/(4)/8I R I R μπμ+ （B ）00/(2)/8I R I R μπμ+ （C ）0/8I R μ （D ）0/4I R μ二. 计算题4. 载有电流为I 的无限长导线，弯成如图形状，其中一段是半径为R 的半圆，则圆心处的磁感应强度B 的大小为多少？5. 如图所示，两根导线沿半径方向流到铁环上的A 、B 两点，并在很远处与电源相连，求环中心O 处的磁感应强度。
物理学简明教程第七章课后习题答案—高等教育出版社
物理学简明教程第七章课后习题答案高等教育出版社第七章 恒定磁场和电磁感应7－1 两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管的长度相同，R ＝2r ，螺线管通过的电流相同为I ，螺线管中的磁感强度大小r R B B 、满足（ ）（A ） r R B B 2= （B ） r R B B = （C ） r R B B =2 （D ）r R B B 4=分析与解 在两根通过电流相同的螺线管中，磁感强度大小与螺线管线圈单位长度的匝数成正比．根据题意，用两根长度相同的细导线绕成的线圈单位长度的匝数之比21==R r n n r R 因而正确答案为（C ）7－2 一个半径为r 的半球面如图放在均匀磁场中，通过半球面的磁通量 为（ ）（A ）B r 2π2 （B ） B r 2π（C ）αB r cos π22 （D ） αB r cos π2题 7-2 图分析与解 作半径为r 的圆S ′与半球面构成一闭合曲面，根据磁场的高斯定理，磁感线是闭合曲线，闭合曲面的磁通量为零，即穿进半球面S 的磁通量等于穿出圆面S ′的磁通量；S B ⋅=m Φ．因而正确答案为（D ）．7－3 下列说法正确的是（ ）（A ） 闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内一定没有电流穿过（B）闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零（C）磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度必定为零（D）磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感强度都不可能为零分析与解由磁场中的安培环路定律，磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度不一定为零；闭合回路上各点磁感强度为零时，穿过回路的电流代数和必定为零.因而正确答案为（B）．7－4一根无限长平行直导线载有电流I，一矩形线圈位于导线平面内沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动（如图所示），则（）（A）线圈中无感应电流（B）线圈中感应电流为顺时针方向（C）线圈中感应电流为逆时针方向（D）线圈中感应电流方向无法确定题 7-4 图分析与解由右手定则可以判断，在矩形线圈附近磁场垂直纸面朝里，磁场是非均匀场，距离长直载流导线越远，磁场越弱．因而当矩形线圈朝下运动时，在线圈中产生感应电流，感应电流方向由法拉第电磁感应定律可以判定．因而正确答案为（B）．7－5将形状完全相同的铜环和木环静止放置在交变磁场中，并假设通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，不计自感时则（）（A）铜环中有感应电流，木环中无感应电流（B）铜环中有感应电流，木环中有感应电流（C）铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小（D）铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大分析与解 根据法拉第电磁感应定律，铜环、木环中的感应电场大小相等， 但在木环中不会形成电流．因而正确答案为（A ）．7－6 对位移电流，下述说法正确的是（ ）（A ） 位移电流的实质是变化的电场（B ） 位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷（C ） 位移电流服从传导电流遵循的所有定律（D ） 位移电流的磁效应不服从安培环路定理分析与解 位移电流的实质是变化的电场．变化的电场激发磁场，在这一点位移电流等效于传导电流，但是位移电流不是走向运动的电荷，也就不服从焦耳热效应、安培力等定律．因而正确答案为（A ）．7－7 已知地球北极地磁场磁感强度B 的大小为6.0×10－5T ．如图所示，如设想此地磁场是由地球赤道上一圆电流所激发的，此电流有多大？ 流向如何？解 设赤道电流为I ，则由教材第11－4节例2 知，圆电流轴线上北极点的磁感强度 ()R IR R IR B 24202/32220μμ=+=因此赤道上的等效圆电流为A 1073.12490⨯==μRB I 由于在地球地磁场的Ｎ 极在地理南极，根据右手螺旋法则可判断赤道圆电流应该是由东向西流，与地球自转方向相反．题 7-7 图7－8 如图所示，有两根导线沿半径方向接触铁环的a 、b 两点，并与很远处的电源相接.求环心O 的磁感强度．题 7-8 图分析 根据叠加原理，点O 的磁感强度可视作由ef 、be 、fa 三段直线以及acb 、a d b 两段圆弧电流共同激发．由于电源距环较远，0=ef B ．而be 、fa 两段直线的延长线通过点O ，由于0Idl r ⨯=，由毕奥－萨伐尔定律知0be fa ==B B ．流过圆弧的电流I 1 、I 2的方向如图所示，两圆弧在点O 激发的磁场分别为21101π4r l I μB =,22202π4r l I μB = 其中l 1 、l 2 分别是圆弧acb 、a d b 的弧长，由于导线电阻R 与弧长l 成正比，而圆弧acb 、a d b 又构成并联电路，故有2211l I l I =将21B B 、叠加可得点O 的磁感强度B ．解 由上述分析可知，点O 的合磁感强度0π4π42220211021=-=-=r l I μr l I μB B B 7－9 如图所示，几种载流导线在平面内分布，电流均为I ，它们在点O 的磁感强度各为多少？题 7-9 图分析 应用磁场叠加原理求解．将不同形状的载流导线分解成长直部分和圆弧部分，它们各自在点O 处所激发的磁感强度较容易求得，则总的磁感强度∑=i B B 0.解 （ａ） 长直电流对点O 而言，有0d =⨯r l I ，因此它在点O 产生的磁场为零，则点O 处总的磁感强度为1/4 圆弧电流所激发，故有RI μB 800= B 0 的方向垂直纸面向外．（ｂ） 将载流导线看作圆电流和长直电流，由叠加原理可得RI μR I μB π22000-= B 0 的方向垂直纸面向里．（c ） 将载流导线看作1/2 圆电流和两段半无限长直电流，由叠加原理可得RI μR I μR I μR I μR I μB 4π24π4π4000000+=++= B 0 的方向垂直纸面向外．7－10 已知10 mm 2 裸铜线允许通过50 A 电流而不会使导线过热．电流在导线横截面上均匀分布．求导线内、外磁感强度的分布.题 7-10 图分析 可将导线视作长直圆柱体，电流沿轴向均匀流过导体，故其磁场必然呈轴对称分布，即在与导线同轴的圆柱面上的各点，B 大小相等、方向与电流成右手螺旋关系．为此，可利用安培环路定理，求出导线表面的磁感强度．解 围绕轴线取同心圆为环路L ，取其绕向与电流成右手螺旋关系，根据安培环路定理，有∑⎰=⋅=⋅I μB 0πr 2d l B在导线内r ＜R ， 2222ππRIr r R I I ==∑，因而 202πRIr μB = 在导线外r ＞R ，I I =∑，因而rI μB 2π0= 磁感强度分布曲线如图所示．7－11 有一同轴电缆，其尺寸如图（ａ）所示．两导体中的电流均为I ，但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑．试计算以下各处的磁感强度：（1） r ＜R 1 ；（2） R 1 ＜r ＜R 2 ；（3） R 2 ＜r ＜R 3 ；（4） r ＞R 3 ．画出B －r 图线．题 7-11 图分析 同轴电缆导体内的电流均匀分布，其磁场呈轴对称，取半径为r 的同心圆为积分路径， πr 2d ⋅=⋅⎰B l B ，利用安培环路定理∑⎰=⋅I μ0d l B ，可解得各区域的磁感强度．解 由上述分析得r ＜R 122101ππ12πr R μr B =⋅ 21012πR Ir μB = R 1 ＜r ＜R 2I μr B 022π=⋅rI μB 2π02= R 2 ＜r ＜R 3()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=⋅I R R R r I μr B 22232203ππ2π 2223223032πR R r R r I μB --= r ＞R 3()02π04=-=⋅I I μr B04=B磁感强度B （r ）的分布曲线如图（ｂ）．7－12 一铁心上绕有线圈100匝，已知铁心中磁通量与时间的关系为t Φπ100sin 100.85⨯=，式中Φ的单位为Wb ，t 的单位为s ，求在s 100.12-⨯=t 时，线圈中的感应电动势．分析 由于线圈有N 匝相同回路，线圈中的感应电动势等于各匝回路的感应电动势的代数和，在此情况下，法拉第电磁感应定律通常写成tψt ΦNξd d d d -=-=，其中ΦN ψ=称为磁链．解 线圈中总的感应电动势 ())V (π100cos 51.2d d t tΦN =-=ξ 当s 100.12-⨯=t 时，V 51.2=ξ．7－13 载流长直导线中的电流以tI d d 的变化率增长.若有一边长为d 的正方形线圈与导线处于同一平面内，如图所示.求线圈中的感应电动势.分析 本题仍可用法拉第电磁感应定律tΦd d -=ξ，来求解.由于回路处在非均匀磁场中，磁通量就需用⎰⋅=S S B Φd 来计算.为了积分的需要，建立如图所示的坐标系.由于B 仅与x 有关，即B =B (x )，故取一个平行于长直导线的宽为d x 、长为d 的面元d S ，如图中阴影部分所示，则d S =d d x ，所以，总磁通量可通过线积分求得（若取面元d S =d x d y ，则上述积分实际上为二重积分）.本题在工程技术中又称为互感现象，也可用公式tI M d d -=ξ求解. 解1 穿过面元d S 的磁通量为x d x I S B Φd π2d d 0μ=⋅=因此穿过线圈的磁通量为2ln π2d π2d 200⎰⎰===d d Id x x Id ΦΦμμ再由法拉第电磁感应定律，有 tI d t Φd d 21ln π2d d 0）（μξ=-= 解2 当两长直导线有电流I 通过时，穿过线圈的磁通量为2ln π20dI Φμ=线圈与两长直导线间的互感为 2ln π20d I ΦM μ== 当电流以tI d d 变化时，线圈中的互感电动势为 tI d t I M d d 21ln π2d d 0）（μξ=-=题 7-13 图7－14 如图所示，把一半径为R 的半圆形导线OP 置于磁感强度为B 的均匀磁场中，当导线以速率v 水平向右平动时，求导线中感应电动势E 的大小，哪一端电势较高？题 7-14 图分析 本题及后面几题中的电动势均为动生电动势，除仍可由t ΦE d d -=求解外（必须设法构造一个闭合回路），还可直接用公式()l B d ⋅⨯=⎰l E v 求解．在用后一种方法求解时，应注意导体上任一导线元ｄl 上的动生电动势()l B d d ⋅⨯=v E .在一般情况下，上述各量可能是ｄl 所在位置的函数．矢量（v ×B ）的方向就是导线中电势升高的方向．解1 如图（ｂ）所示，假想半圆形导线OP 在宽为2R 的静止形导轨上滑动，两者之间形成一个闭合回路．设顺时针方向为回路正向，任一时刻端点O 或端点P 距 形导轨左侧距离为x ，则B R Rx Φ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2π212 即B R tx RB t ΦE v 2d d 2d d -=-=-= 由于静止的 形导轨上的电动势为零，则E ＝－2RvB ．式中负号表示电动势的方向为逆时针，对OP 段来说端点P 的电势较高．解2 建立如图（c ）所示的坐标系，在导体上任意处取导体元ｄl ，则()θR θB l θB E o d cos d cos 90sin d d v v ==⋅⨯=l B vB R θθBR E v v 2d cos d E π/2π/2===⎰⎰- 由矢量（v ×B ）的指向可知，端点P 的电势较高．解3 连接OP 使导线构成一个闭合回路．由于磁场是均匀的，在任意时刻，穿过回路的磁通量==BS Φ常数.由法拉第电磁感应定律tΦE d d -=可知，E ＝0又因 E ＝E OP ＋E PO即 E OP ＝－E PO ＝2RvB由上述结果可知，在均匀磁场中，任意闭合导体回路平动所产生的动生电动势为零；而任意曲线形导体上的动生电动势就等于其两端所连直线形导体上的动生电动势．上述求解方法是叠加思想的逆运用，即补偿的方法．7－15 长为L 的铜棒，以距端点r 处为支点，以角速率ω绕通过支点且垂直于铜棒的轴转动.设磁感强度为B 的均匀磁场与轴平行，求棒两端的电势差．题 7-15 图分析 应该注意棒两端的电势差与棒上的动生电动势是两个不同的概念，如同电源的端电压与电源电动势的不同．在开路时，两者大小相等，方向相反（电动势的方向是电势升高的方向，而电势差的正方向是电势降落的方向）．本题可直接用积分法求解棒上的电动势，亦可以将整个棒的电动势看作是OA 棒与OB 棒上电动势的代数和，如图（ｂ）所示．而E OA 和E OB 则可以直接利用第12－2 节例1 给出的结果．解1 如图（ａ）所示，在棒上距点O 为l 处取导体元ｄl ，则()()r L lB ωl lB ωE L-rr ABAB 221d d --=-=⋅⨯=⎰⎰-l B v因此棒两端的电势差为()r L lB ωE U AB AB 221--==当L ＞2r 时，端点A 处的电势较高解2 将AB 棒上的电动势看作是O A 棒和O B 棒上电动势的代数和，如图（ｂ）所示．其中221r ωB E OA =,()221r L B ωE OB -= 则()r L BL ωE E E OB OA AB 221--=-=7－16 如图所示，在“无限长”直载流导线的近旁放置一个矩形导体线框，该线框在垂直于导线方向上以匀速率v 向右移动，求在图示位置处，线框中感应电动势的大小和方向．题 7-16 图分析 本题亦可用两种方法求解．其中应注意下列两点：（1）当闭合导体线框在磁场中运动时，线框中的总电动势就等于框上各段导体中的动生电动势的代数和．如图（ａ）所示，导体eh 段和fg 段上的电动势为零［此两段导体上处处满足()0l B =⋅⨯d v ］，因而线框中的总电动势为()()()()hg ef hgefghefE E E -=⋅⨯-⋅⨯=⋅⨯+⋅⨯=⎰⎰⎰⎰l B l B l B l B d d d d v v v v 其等效电路如图（ｂ）所示．（2）用公式tΦE d d -=求解，式中Φ是线框运动至任意位置处时，穿过线框的磁通量．为此设时刻t 时，线框左边距导线的距离为ξ，如图（c ）所示，显然ξ是时间t 的函数，且有v =tξd d ．在求得线框在任意位置处的电动势E （ξ）后，再令ξ＝d ，即可得线框在题目所给位置处的电动势．解1 根据分析，线框中的电动势为hg ef E E E -=()()⎰⎰⋅⨯-⋅⨯=hgefl B l B d d v v()⎰⎰+-=2201000d 2πd 2πl l l l d I μl d I μvv ()1202πl d d l I +=1vl μ由E ef ＞E hg 可知，线框中的电动势方向为efgh ．解2 设顺时针方向为线框回路的正向．根据分析，在任意位置处，穿过线框的磁通量为()ξξμξμ120020lnπ2d π21l Il x x Il l +=+=Φ⎰ 相应电动势为()()1120π2d d l ξξl l I μt ΦξE +=-=v 令ξ＝d ，得线框在图示位置处的电动势为()1120π2l d d l l I μE +=v由E ＞0 可知，线框中电动势方向为顺时针方向．7－17 在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场，B 的方向与柱的轴线平行．如图（ａ）所示，有一长为l 的金属棒放在磁场中，设B 随时间的变化率tBd d 为常量．试证：棒上感应电动势的大小为2222d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=l R l t B ξ题 7-17 图分析 变化磁场在其周围激发感生电场，把导体置于感生电场中，导体中的自由电子就会在电场力的作用下移动，在棒内两端形成正负电荷的积累，从而产生感生电动势．由于本题的感生电场分布与上题所述情况完全相同，故可利用上题结果，由⎰⋅=lk l E d ξ计算棒上感生电动势．此外，还可连接OP 、OQ ，设想PQOP构成一个闭合导体回路，用法拉第电磁感应定律求解，由于OP 、OQ 沿半径方向，与通过该处的感生电场强度E k 处处垂直，故0d =⋅l E k ，OP 、OQ 两段均无电动势，这样，由法拉第电磁感应定律求出的闭合回路的总电动势，就是导体棒PQ 上的电动势．证1 由电磁感应定律，在r ＜R 区域，⎰⎰⋅-=⋅=S B t l E k d d dd ξ tB r E r k d d ππ22-=⋅ 解得该区域内感生电场强度的大小tBr E k d d 2=设PQ 上线元ｄx 处，E k 的方向如图（b ）所示，则金属杆PQ 上的电动势为()()222202/2d d d 2/d d 2d cos d l R l t B x r l R tB r xE lk k PQ -=-==⋅=⎰⎰θξx E证2 由法拉第电磁感应定律，有22Δ22d d d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛-==-==l R l t B t B S t ΦE E PQ讨论 假如金属棒PQ 有一段在圆外，则圆外一段导体上有无电动势？ 该如何求解？。
电磁学实验
电磁学实验引言电磁学实验是电磁学课程中的重要部分，通过实验可以直观地观察和理解电磁现象和电磁场的性质。
本文将介绍几个典型的电磁学实验，包括电磁感应实验、静电力实验和磁场实验。
电磁感应实验实验目的通过电磁感应实验，观察和验证法拉第电磁感应定律，了解磁通量和导线中感应电动势的关系。
实验原理法拉第电磁感应定律是电磁学的基本定律之一，它表明当磁通量发生变化时，导线回路中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
1.将一个螺线管的两端接上直流电源，通过控制电源的电流大小和方向，使螺线管中的磁场发生变化。
2.将一个导线圈放置在螺线管附近，并将导线的两端接上示波器。
3.改变螺线管中的电流，观察示波器上感应电动势的变化情况。
实验结果与分析在进行实验时，我们观察到当螺线管中的磁场发生变化时，示波器上出现了感应电动势的变化。
这符合法拉第电磁感应定律的预期结果，验证了该定律的正确性。
静电力实验实验目的通过静电力实验，研究电荷间的静电相互作用，了解库仑定律和电场的性质。
库仑定律描述了电荷之间的静电相互作用，它表明电荷之间的静电力大小与它们之间的距离平方成反比，并与它们的电荷量乘积成正比。
实验步骤1.准备两个带电体，其中一个固定不动，另一个可移动。
2.通过改变移动带电体的位置，观察它与固定带电体之间的静电力变化情况。
3.使用天平测量移动带电体所受到的静电力大小，并记录实验数据。
实验结果与分析在进行实验时，我们观察到当移动带电体的位置发生变化时，它与固定带电体之间的静电力发生变化。
通过天平测量，我们得到了一组静电力与距离平方的实验数据。
根据库仑定律，我们可以将实验数据与理论预期进行比较，验证库仑定律的正确性。
实验目的通过磁场实验，观察和测量磁场的性质，了解磁场强度和磁场线的特点。
实验原理磁场是由磁体或电流产生的，它具有方向和大小。
磁场的方向由磁力线表示，磁力线是磁场中的一种虚拟线，它的方向是磁力的方向。
高中物理10大难点之七 法拉第电磁感应定律
难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式t nE ∆∆=φ此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t ∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t ∆∆φ同v 、△v 、t v∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
有的注意到三者之间的关系，发现不垂直后，在不明白θ角含义的情况下用E=Blvsin θ求解，这也是不可取的。
处理这类问题，最好画图找B 、l 、v 三个量的关系，如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量，然后将有效分量代入公式E=Blv 求解。
此公式也可计算平均感应电动势，只要将v 代入平均速度即可。
⑵导体棒以端点为轴在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动，计算此时产生的感应电动势须注意棒上各点的线速度不同，应用平均速度（即中点位置的线速度）来计算，所以ω221Bl E =。
⑶矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生的感应电动势何时用E=nBs ωsin θ计算，何时用E=nBs ωcos θ计算，最容易记混。
电磁场与电磁波公式总结
电磁场与电磁波公式总结电磁场与电磁波是电磁学中的两个重要概念。
电磁场是描述电荷体系在空间中产生的电磁现象的物理场，而电磁波是由电磁场振荡而产生的能量传播过程。
在电磁学中，有一些重要的公式用来描述电磁场和电磁波的性质和行为。
本文将对这些公式进行总结。
1.库仑定律：库仑定律描述了两个电荷之间的相互作用力。
对于两个电荷之间的相互作用力F，它与两个电荷之间的距离r的平方成反比，与两个电荷的电量的乘积成正比。
库仑定律的公式如下：F=k*，q1*q2，/r^2其中F为两个电荷之间的相互作用力，k为库仑常数，q1和q2为两个电荷的电量大小，r为两个电荷之间的距离。
2.电场强度公式：电场是描述电荷体系对电荷施加的力的物理量。
电场强度E可以通过电荷q对其施加的力F来定义。
电场强度的公式如下：E=F/q其中F为电荷所受的力，q为电荷的大小。
3.高斯定律：高斯定律描述了电场的产生和分布与电荷的关系。
高斯定律可以用来计算电荷在闭合曲面上的总电通量。
高斯定律的公式如下：Φ=∮E·dA=Q/ε0其中Φ为电场在曲面上的电通量，E为电场强度矢量，dA为曲面的面积矢量，Q为曲面内的总电荷，ε0为真空介电常数。
4.法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势。
法拉第电磁感应定律的公式如下：ε = -dΦ / dt其中ε为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间。
5.毕奥—萨伐尔定律：毕奥—萨伐尔定律描述了电流元产生的磁场。
根据毕奥—萨伐尔定律，磁场强度B可以通过电流元i对其产生的磁场来定义。
毕奥—萨伐尔定律的公式如下：B = μ0 / 4π * ∮(i * dl × r) / r^3其中B为磁场强度，μ0为真空磁导率，i为电流强度，l为电流元的长度，r为电流元到观察点的距离。
6.安培环路定理：安培环路定理描述了围绕导线路径的磁场和沿路径的电流之间的关系。
安培环路定理的公式如下：∮B·dl = μ0 * I其中B为磁场强度矢量，dl为路径元素矢量，I为路径中的总电流，μ0为真空磁导率。
第七章 恒定电流7-1(新课标复习资料)
限 时 规 范 特 训
选修3-1
第六章 静电场
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
电功 公式 适用条件 W＝UIt 任何电路
电功率 P＝UI 任何电路
电热(焦耳定律) Q＝I Rt 任何电路
2
随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
电功和
纯电阻电路：W＝I2Rt＝Q
限 时 规 范 特 训
电热关系 非纯电阻电路：W＝IUt＝I2Rt＋E其它 几种常见功率 (1)额定功率：用电器加上额定电压(或通以额定电流) 时消耗的功率．
阻电路．
易 错 易 混 分 析
限 时 规 范 特 训
选修3-1
第六章 静电场
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
(4)导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴
电流I 表示电流I，画出的I－U关系图线．
直线 ①线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适
随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
易 错 易 混 分 析
限 时 规 范 特 训
选修3-1
第六章 静电场
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
欧姆定律
部分电路欧姆定律
随 堂 针 对 训 练
正比 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，
考 技 案 例 导 析
跟导体的电阻R成反比．
U U I＝ (2)公式：I＝R . R
金属 (3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电
2．对于线性元件，某一状态时的电阻值等于此 时元件两端的电压与元件中通过的电流的比值.
限 时 规 范 特 训
易 错 易 混 分 析
高一物理必背物理定律
高一物理必背物理定律1. 牛顿运动定律- 第一定律（惯性定律）：物体静止或匀速直线运动时，保持现状直到受到外力作用。
- 第二定律（力学基本定律）：物体受到的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
F = ma。
- 第三定律（作用反作用定律）：任何两个物体之间存在相互作用力，且这两个力大小相等，方向相反。
2. 万有引力定律- 两个物体之间的引力与它们质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
F = G * (m1 * m2) / r^2。
3. 阿基米德原理- 在液体或气体中浸没的物体受到向上的浮力，其大小等于排斥物体体积的液体或气体的重量。
4. 压强定律- 压强是施加在物体表面上的力与物体表面积的比值。
P = F / A。
5. 电磁感应定律- 利用磁场的变化产生电流的现象。
法拉第电磁感应定律：导线中感应电动势的大小与导线中磁感应强度的变化率成正比。
6. 欧姆定律- 当导体两端的电压恒定时，导体的电流与导体的电阻成反比。
I = U / R。
7. 费曼图定律- 描述粒子相互作用和粒子衰变过程的图形表示法，用于计算粒子物理学中的概率振幅。
8. 斯涅耳定律- 光线从一种介质射入另一种介质时，在两个介质的交界面上发生折射，入射角和折射角之间满足的定律。
9. 热传导定律- 热量通过固体物体的传导方式传递，传热速率与温度差、热传导系数和物体截面积成正比。
10. 热膨胀定律- 物体在升温时会发生线膨胀、面膨胀和体膨胀，膨胀的量与温度变化、物体的长度、面积和体积的比例系数有关。
11. 斯特藩－玻尔兹曼定律- 辐射能量与物体的表面积、温度的四次方和辐射系数的乘积成正比。
12. 黎曼－斯特藩定律- 介绍了电磁波的散射现象以及狭义相对论中的多普勒效应。
13. 平行轴定理- 计算刚体绕轴转动惯量的定理。
大学物理7-1库仑定律
Chapter 11 e第lec八tr章ic静fi电eld场
例 在氢原子内,电子和质子的间距为 5.31011m .
求它们之间电相互作用和万有引力,并比较它们的大小.
解 me 9.110 31kg e 1.6 1019 C
mp 1.671027 kg G 6.67 1011N m2 kg2
118-1–库2仑库定律仑C定ou律lomb’s law
Chapter 11 e第lec八tr章ic静fi电eld场
物理学的第二次大综合
库仑定律： 电荷与电荷间的相互作用 （磁极与磁极间的相互作用）
奥斯特的发现： 电流的磁效应，安培发现电流与电流 间的相互作用规律.
法拉第的电磁感应定律： 电磁一体
麦克斯韦电磁场统一理论（19世纪中叶）
赫兹在实验中证实电磁波的存在，光是电磁波.
技术上的重要意义：发电机、电动机、无线电技术等.
118-1–库2仑库定律仑C定ou律lomb’s law
Chapter 11 e第lec八tr章ic静fi电eld场
一 电荷的量子化
基本性质 e 1.6021019 C
118-1–库2仑库定律仑C定ou律lomb’s law
Chapter 11 e第lec八tr章ic静fi电eld场
库仑 Charles Augustin de Coulomb (17361806) 法国物理学家。
118-1–库2仑库定律仑C定ou律lomb’s law
Chapter 11 e第lec八tr章ic静fi电eld场
库仑定律
F12
k
q1q2 r122
e12
F21
库仑力遵守牛顿第三定律
令 k 1
4π 0
（ 0 为真空电容率）
高中物理电磁感应公式
高中物理电磁感应公式高中物理电磁感应公式「篇一」精华在线官方微博：http://weibo。
com/jinghuaonline高中物理电磁感应公式总结1、[感应电动势的大小计算公式]1、E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝2、E＝BLV垂(切割磁感线运动)｛L:有效长度(m)｝3、Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝4、E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝2、磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}3、感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝4、自感电动势E自＝nΔΦ/Δt＝LΔI/Δt｛L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)，ΔI:变化电流，Δt:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化；(3)单位换算：1H＝103mH＝106μH。
(4)其它相关内容：自感〔见第二册P178〕/日光灯。
高中物理电磁感应公式「篇二」高中物理公式大总结高中物理公式大总结(一)物理定理、定律、公式表一、质点的运动（1）------直线运动1）匀变速直线运动1.平均速度V平＝s/t（定义式）2.有用推论Vt2-Vo2＝2as3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/24.末速度Vt＝Vo+at5.中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t7.加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a>0；反向则a<0｝8.实验用推论Δs＝aT2 ｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s；加速度(a):m/s2；末速度(Vt):m/s；时间(t)秒(s)；位移(s):米（m）；路程:米；速度单位换算：1m/s=3.6km/h。
磁电感应式传感器工作原理
图 7 - 5 是动圈式振动速度传感器结构示意图。 其结构主 要由钢制圆形外壳制成, 里面用铝支架将圆柱形永久磁铁与外 壳固定成一体, 永久磁铁中间有一小孔, 穿过小孔的芯轴两端 架起线圈和阻尼环, 芯轴两端通过圆形膜片支撑架空且与外壳 相连。
第7章 磁电式传感器
第7章 磁电式传感器
第7章 磁电式传感器
（7 - 13）
EH=
IB bdae
（7 -14）
第7章 磁电式传感器将上源自代入式（7 - 10）得UH =
IB ned
（7 -15）
式中令RH =1/（ne）, 称之为霍尔常数, 其大小取决于导
体载流子密度，则
UH =RH
IB d
K
HIB
（7 - 16）
式中KH=RH/d称为霍尔片的灵敏度。由式（7 - 16）可见, 霍尔
第7章 磁电式传感器
第7章 磁电式传感器
7.1
磁电感应式传感器又称磁电式传感器, 是利用电磁感应 原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的 一种传感器。 它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量 转换成易于测量的电信号, 是有源传感器。由于它输出功率 大且性能稳定, 具有一定的工作带宽（10～1000 Hz）, 所以 得到普遍应用。
但在室温时其霍尔系数较大。砷化铟的霍尔系数较小, 温 度系数也较小, 输出特性线性度好。 表 7 - 1 为常用国产霍尔 元件的技术参数。
第7章 磁电式传感器
第7章 磁电式传感器
第7章 磁电式传感器
2. 霍尔元件基本结构
霍尔元件的结构很简单, 它由霍尔片、 引线和壳体组成, 如图 7 - 9(a)所示。 霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片， 引出四个引线。1、1′两根引线加激励电压或电流，称为激 励电极；2、2′引线为霍尔输出引线，称为霍尔电极。 霍尔 元件壳体由非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装而成。 在电 路中霍尔元件可用两种符号表示，如图7- 9(b)所示。
第7章 电磁感应与电磁场
一、 动生电动势
动生电动势的非静电力——洛仑兹力 洛仑兹力 动生电动势的非静电力 取导线长dl 导体中载流子速度为u 取导线长 , 导体中载流子速度为
υ Fm
11
Fk = Fm = eυ × B Fm Ek = =υ × B e
d ε 动 = (υ × B ) ⋅ d l
ε = ∫ (υ × B ) ⋅ dl
1 ε i = − BωL2 2
15
二、感生电动势
由于磁场发生变化而激发的电动势
电磁感应
动生电动势 非静电力 洛仑兹力 感生电动势 非静电力 ?
实验表明，非静电力只能是磁场变化引起。 实验表明，非静电力只能是磁场变化引起。 磁场变化引起 而这种非静电力能对静止电荷 静止电荷有作用 而这种非静电力能对静止电荷有作用 因此，应是一种与电场力类似的力。 力，因此，应是一种与电场力类似的力。
1833年，楞次总结出： 年 楞次总结出： 闭合回路中感应电流的方向， 闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所 激发的磁场来阻止或补偿引起感应电流的磁通量 的变化. 的变化 产生 感应电流 磁通量变化 a × × × × × 阻碍 产 生
× × × ×
f
× ×
×
× ×
×
×
×
υ
×
导线运动
感应电流
×
×
b
l
r
l
Er
∫ E涡 ⋅ dl = −∫
l
E涡dl cos 00 = −∫ ∫
∂B dS cos1800 S ∂t
∂B ⋅ dS S ∂t
∂B 2 E涡2πr = πr ∂t r ∂B E涡 = 2 ∂t
∂B ∵ >0 ∂t
∴ E涡与 l积分方向切向同向 积分方向切向同向
高中物理选修1-1教案-3.2法拉第电磁感应定律7-人教版
3.2《法拉第电磁感应定律》教学目标1.知识与技能：（1）理解感应电动势的概念（2）在实验的基础上掌握法拉第电磁感应定律（3）会用实验探究感应电动势与线圈匝数关系2.过程与方法：（1）通过演示实验定性得出影响感应电动势大小因素（2）通过实验探究定性得出感应电动势大小与线圈匝数关系3.情感态度与价值观：（1）通过探究实验过程体验科学规律的发现过程，增强学生对科学的热爱。
（2）通过理解法拉第电磁感应定律在电与磁之间的重要联系，提高学生用联系的观点看待问题的能力。
教学重点：感应电动势、法拉第电磁感应定律、学生探究感应电动势与线圈匝数关系。
教学难点：磁通量的变化率、法拉第电磁感应定律的内容、从能量的角度理解法拉第电磁感应定律的内容。
课堂教学复习提问：问题1：要使闭合电路中有电流必须具备什么条件?(引导学生回答：这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的)如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢?(引导学生回答：电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在问题2：什么是磁通量？穿过闭合回路的磁感线的条数问题3：什么是电磁感应现象？利用磁场产生电流的现象（演示图乙实验）引入新课：在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里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就相当于电源.一、感应电动势1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
2、电源：产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.练习：引导学生找出下图中相当于电源的那部分导体?小结：在电磁感应现象里，如果电路是闭合的，电路中就有感应电流，感应电流的强弱决定于感应电动势的大小和电路的电阻.如果电路是断开的，电路中就没有感应电流，但感应电动势仍然存在.那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢?今天我们就来研究这个问题.演示实验1：如图所示——导体切割磁力线产生感应电动势的实验示意.现象及分析：导体切割磁感线的速度越大——电流计指针偏转角度越大——感应电流越大--——表明感应电动势越大。
基础物理学第七章(电磁感应)课后习题答案
第七章电磁感应变化电磁场思考题7-1感应电动势与感应电流哪一个更能反映电磁感应现象的本质？答：感应电动势。
7-2 直流电流表中线圈的框架是闭合的铝框架，为什么？灵敏电流计的线圈处于永磁体的磁场中，通入电流线圈就发生偏转。
切断电流后线圈在回复原来位置前总要来回摆动好多次。
这时如果用导线把线圈的两个接头短路，则摆动会马上停止。
这是什么缘故?答：用导线把线圈的两个接头短路，线圈中产生感应电流，因此线圈在磁场中受到一力偶矩的作用，阻碍线圈运动，使线圈很快停下来。
7-3让一块磁铁在一根很长的铅直铜管内落下，若不计空气阻力，试描述磁铁的运动情况，并说明理由。
答：当磁铁在金属管中时，金属管内感应感生电流，由楞次定律可知，感生电流的方向，总是使它所激发的磁场去阻止引起感应电流的原磁通量的变化，即：阻碍磁铁相对金属管的运动。
磁铁在金属管内除重力外，受到向上的磁力，向下的加速度减小，速度增大，相应磁力增大。
当磁力等于重力时，磁铁作匀速向下运动，达到动态平衡。
7-4用金属丝绕制的标准电阻是无自感的，怎样绕制才能达到自感系数为零的目的？答：如果回路周围不存在铁磁质，自感L的数值将与电流无关，仅由回路的几何性质、匝数以及周围磁介质的磁导率所决定。
把一条金属丝接成双线绕制，就能得到自感系数为零的线圈。
做纯电阻用的电阻器都是这样绕制的。
7-5 举例说明磁能是贮藏在磁场中的。
7-6如果电路中通有强电流，当你突然拉开闸刀断电时，就会有火花跳过闸刀。
试解释这一现象。
答：当突然拉开通有强电流电路中的刀闸而断电时，电路中电流迅速减小，电流的变化率很大，因而在电路中会产生很大的自感电动势。
此电动势可以把刀闸两端间的空气击穿，因而在刀闸处会有大的火花跳过。
7-7 变化的电场所产生的磁场，是否一定随时间而变化？变化的磁场所产生的电场，是否也一定随时间而变化？7-8 试比较传导电流与位移电流。
答：位移电流具有磁效应-与传导电流相同。
两者不同之处：产生机理不同，传导电流是电荷定向运动形成的，位移电流是变化的电场产生的；存在条件不同，传导电流需要导体，位移电流不需要导体，可以存在于真空中、导体中、介质中；位移电流没有热效应，传导电流产生焦耳热。
大学物理下册练习及答案
电磁学 磁力图所示，一电子经过A 点时，具有速率s m /10170⨯=υ。
（1） 欲使这电子沿半圆自A 至C 运动，试求所需的磁场大小和方向；（2） 求电子自A 运动到C 所需的时间。
解：（1）电子所受洛仑兹力提供向心力 Rv m B ev 200=得出T eR mv B 3197310101.105.0106.11011011.9---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯== 磁场方向应该垂直纸面向里。
（2）所需的时间为s v R T t 870106.110105.0222-⨯=⨯⨯===ππ eV 3100.2⨯的一个正电子，射入磁感应强度B =0.1T 的匀强磁场中，其速度矢量与B 成B 的方向。
试求这螺旋线运动的周期T 、螺距h 和半径r 。
解：正电子的速率为731193106.21011.9106.110222⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==--m E v k m/s 做螺旋运动的周期为101931106.31.0106.11011.922---⨯=⨯⨯⨯⨯==ππeB m T s 螺距为410070106.1106.389cos 106.289cos --⨯=⨯⨯⨯⨯==T v h m半径为3197310105.1.0106.189sin 106.21011.989sin ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==eB mv rm d =1.0mm ，放在B =1.5T 的磁立方厘米有8.42210⨯个自由电子，每个电子的电荷19106.1-⨯-=-e C ，当铜片中有I =200A 的电流流通时，（1）求铜片两侧的电势差'aa U ；（2）铜片宽度b 对'aa U 有无影响？为什么？解：（1）531928'1023.2100.1)106.1(104.85.1200---⨯-=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯==nqd IB U aa V ，负号表示'a 侧电势高。
（2）铜片宽度b 对'aa U =H U 无影响。
高中物理：第七讲电磁感应定律
第七讲 电磁感应定律（共同专题） 本章学习提要1．实验探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系。
2．法拉第电磁感应定律内容：E ＝ΔΦΔt。
3．法拉第电磁感应定律的应用，导体切割磁感线产生的感应电动势（E ＝BLv ）与法拉第电磁感应定律的一致性。
在基础型课程申，已学过电磁感应现象和导体切割磁感线产生的感应电流方向的判别——右手定则；在拓展型课程Ⅰ中，讲述了磁通量变化时产生感应电流方向的判别方法——楞次定律；本讲内容在上述基础上，进一步讨论了感应电动势与磁通量变化快慢的定量关系。
在中学阶段将电磁感应问题分三次逐步深入讨论，最后得出了电磁现象中的基本定律之一，即法拉第电磁感应定律。
通过实验“感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”，学会运用控制磁通量变化、时间、线圈匝数等变量的方法进行探究。
通过了解从法拉第的发现到信息化时代的发展历程，感悟科学技术是社会发展的动力，树立投身科技事业的志向。
一、学习要求掌握法拉第电磁感应定律内容，系统地认识电磁感应现象的规律，通过DIS 实验，学会运用控制变量法探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系，在电磁感应与其他相关内容综合的新情景下，应用法拉第电磁感应定律解决一些简单的物理问题，学会运用分析、综合、类比等科学推理方法。
从电磁感应规律在电话、测量仪器等现代技术中的应用，感悟科学和技术是社会发展的动力。
二、要点辨析1．对感应电动势概念的理解在电磁感应现象的学习过程中，我们知道，不仅在闭合电路中会产生感应电流，在电路不闭合的情况下，只要线圈中磁通量发生变化，线圈两端就有电压输出，可见，这时虽无感应电流，但仍有电磁感应现象，用恒定电流的闭合电路跟它进行类比：恒定电流的闭合电路中，要产生电流必须有电源（有电动势）；在电磁感应现象中，闭合回路里有感应电流，也会有感应电动势。
而且，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。
2．法拉第电磁感应定律中的k 为什么等于1？课本“大家谈”中提出的比例常数是的问题，是单位制中的一个普遍问题。
第七章电磁现象(1)
磁感线和电流满足右手螺旋法则。
长直电流周围的磁感应线，在垂直
于电流的平面内磁感应线是一系列同
心圆，圆心在电流与平面的交点上。
I
B
圆电流周围的磁感应线，在与圆面正交并过其 直
径的平面内，磁感应线是两簇环绕电流的曲线。
为描述磁场的强弱，规定磁场中某点处垂直于B
矢量的单位面积上通过的磁感线数目(磁感线密度)，
符号规定：穿过回路 L 的电
流方向与 L 的环绕方向服从右
手关系的，I 为正，否则为负。
I nk
I1
Ii
不穿过回路边界所围面积的电流不计在内。
26
2. 安培环路定理的应用 例1：求无限长载流圆柱体磁场分布。 解：圆柱体轴对称，以轴上一点为 I 圆心取垂直轴的平面内半径为 r 的 圆为安培环路
B dl 2πrB 0 I
15
例1：在一直导线MN中通以电流I，求距此导 线为a的点P处的B。从导线两端M和N到点P的连 线与直导线之间的夹角分别为 1和 2 。
N
解：在距点O为l处取电流元Idl， Idl在点P产生B，方向垂直于纸面 向里
Idl O
r l a P
dB
0 Idl sin
4 r
2
I M
1
r
l
a
P
1
2
× P
无限长载流直导线，1=0，2=，距离导线 a处的磁感应强度为
B
17
0 I
2π a
I
无限长载流长直导线的磁场
B
0 I
2πa
18
例2：求载流圆线圈在其轴上的磁场。 解：其磁场方向只有沿x轴的分量 而垂直于x 轴的分量求和为零。
高三物理必修三知识点
高三物理必修三知识点一、电磁感应1. 磁感线与电流的关系：安培右手定则2. 磁通量：定义、单位及计算公式3. 法拉第电磁感应定律：电动势的产生及计算4. 法拉第电磁感应定律的应用：感应电流和感应电动势的方向5. 涡旋电场：电磁感应的原理6. 互感和自感：定义及计算公式7. 互感和自感的应用：互感和自感对电路的影响二、电磁波1. 电磁波的概念：电磁波的产生、传播和特性2. 电磁波的分类：电磁波谱的组成和特点3. 电磁波的传播特性：反射、折射、衍射和干涉4. 光的波粒性：光的波长和频率与能量的关系5. 光的偏振：光的偏振现象及偏振光的特性6. 光的衍射和干涉：衍射和干涉对光的传播的影响7. 光的多次衍射和干涉：光的多次衍射和干涉的实际应用三、原子核物理1. 放射性衰变：放射性及放射性衰变的概念2. 放射性元素的衰变定律：半衰期和衰变常数的关系3. 放射性元素的衰变过程：α衰变、β衰变和γ衰变4. 质能方程：质能守恒定律及计算公式5. 电子与正电子的湮灭：电子与正电子相遇时的能量转化6. 人工核反应：人工核反应的产生和应用7. 原子核的结构：质子、中子和核子的组成及性质四、核能应用1. 核能的释放：核能的来源和释放过程2. 核裂变：核裂变的定义及反应过程3. 核裂变的链式反应：链式反应对核原料的要求和控制4. 核裂变的能量释放：核反应堆的工作原理5. 核聚变：核聚变的定义及反应过程6. 核聚变的能量释放：太阳能的来源和利用7. 核辐射对人体的影响：辐射的危害及防护措施五、半导体物理1. 半导体的概念：半导体的导电性和电子能带理论2. 半导体材料：硅和锗的特性和应用3. P-N 结的形成：P 型半导体和 N 型半导体的介绍4. P-N 结的特性：正向偏置和反向偏置的导通特性5. 半导体二极管：二极管的工作原理和特性6. 晶体管的工作原理：NPN 和 PNP 晶体管的工作原理7. 半导体器件的应用：半导体器件在电子技术中的广泛应用以上是高三物理必修三的知识点，涵盖了电磁感应、电磁波、原子核物理、核能应用和半导体物理等多个方面。
7-5 电磁感应定律
+ B
+
+ + + + + + +
+ + +
+ Fm +
+ + + +
+ + +
机械能
焦耳热
+ + + + + + + +
+ + + + + + + +
Ii
+ v + +
维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克 服安培力做功转化为焦耳热.
7– 5 电磁感应定律
用 楞 次 定 律 判 断 感 应 电 流 方 向
7– 5 电磁感应定律
法拉第 （Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理
学家和化学家.
他创造性地提
出场的思想 ，磁场这一名称是 法拉第最早引入的 .
7– 5 电磁感应定律 一 电磁感应现象 磁铁相对线圈运动 通电线圈相对线圈 运动
7– 5 电磁感应定律 磁场中运动的导体所产生的感应现象
NΦ
2）若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为
1 dΦ Ii R dt
dq Ii dt
dq I i dt
t t2 t1
q
t2 t1
时间内，流过回路的电荷
1 Φ2 1 I i dt dΦ (Φ Φ2 ) 1 R Φ1 R
7– 5 电磁感应定律 感应电动势的方向
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时,
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第七章 教学基本要求
内容：
一 掌握并能熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向。
二 理解动生电动势和感生电动势的本质。
了解有旋电场的概念。
三 了解自感和互感的现象，会计算几何形状简单的导体的自感和互感。
四 了解磁场具有能量和磁能密度的概念, 会计算均匀磁场和对称磁场的能量。
五 了解位移电流和麦克斯韦电场的基本概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。
重点：
动生电动势和感生电动势的计算，自感和互感的计算。
难点：动生电动势的计算。
7 - 1 电磁感应定律
一 电磁感应现象
当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，不管
这种变化是由什么原因引起的，回路中就有电流。
这
就是电磁感应现象。
产生的电流为感应电流。
产生的
电动势为感应电动势。
二 法拉第电磁感应定律
t
Φm i d d -=E 注意：
(1) 闭合回路由 N 匝密绕线圈组成
dt
d ψi -=E 磁通链数 m N Φ=ψ
(2) 若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为
dt
d ΦR I m i 1-= 流过回路的电荷
)Φ(ΦR
d ΦR Idt q m2m1ΦΦm t t m2m121-=-==⎰⎰11 感应电动势的方向
三 楞次定律
闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因（反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等）。
楞次定律是能量守恒定律的一种表现
例1 在匀强磁场中，置有面积为 S 的可绕 轴转动的N 匝线圈。
若线圈以角速度ω作匀速转动。
求线圈中的感应电动势。
解：
t NBS N m ωφψcos ==
ωt NBS ωdt
d ψsin =-=E
例2 已知dI/dt 和d,求回路中的电动势
解：
ddx x d I x d I
d m ))
(2)2(2(00+-+=πμπμφ 4
3ln 2)2ln 23(ln 2))(2)2(2(00000πμπμπμπμφId Id ddx x d I x d I d m =-=+-+=⎰
dt dI d
dt d
m
43ln 20πμφ-==-
E 作业: (P287) 7-3，7-5。