第四章电磁感应知识点

第四章电磁感应

第一模块：电磁感应、楞次定律

（先介绍右手螺旋定则）

『基础知识』

一、划时代的发现

1、奥斯特梦圆“电生磁”

奥斯特实验：在1820年4月的一次讲演中，奥斯特碰巧在南北

方向的导线下面放置了一枚小磁针、当电源接通时，小磁针居然转

动了（如右图）。随后的实验证明了电流的确能使磁针偏转，这种作

用称为电流的磁效应。

突破：电与磁是联系的

2、法拉第心系“磁生电”

1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应：把两个线圈绕在同

一铁环上（如右图），一个线圈接入接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电瞬间，另一个线圈也出现了电流，这种磁

生电的效应终于被发现了。

物理学中把这种现象叫做电磁感应.由电磁感应产生的电流叫做感应电流.

二、感应电流的产生

1、N极插入、停在线圈中和抽出（S极插入、停在线圈中和抽出）有无感应电流（如图）。

磁铁动作表针摆动方

向磁铁动作表针摆动

方向

极插入线圈偏转S极插入线圈偏转

N极停在线圈中不偏转S极停在线圈

中

不偏转

N极从线圈中抽出偏转S极从线圈中

抽出

偏转

实验表明产生感应电流的条件与磁场的变化有关。

2、闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，导体中就产生感应电流。实验表明磁场的强弱没有变化，但是导体棒切割磁感的运动是闭合的回路EFAB包围的面积在发生变化。这种情况下线圈中同样有感应电流。

3、磁通量

定义：磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量

定义式：φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)

单位：韦伯(Wb)

物理意义：表示穿过磁场中某个面的磁感线条数

磁通量虽然是标量，但有正负之分。

三、楞次定律

1、S极插入线圈和抽出线圈中会有感应电流，那么他的方向会如何呢。

条形磁铁运动的情况N 极向下

插入线圈N 极向上

拔出线圈

S极向下

拔出线圈

S极向上

插入线圈

原磁场方向（向上或

向下）

向下向下向上向上

穿过线圈的磁通量变

化情况（增加或减少）

增加减少减少增加

感应电流的方向（流

过灵敏电流计的方

向）

向左向右向左向右

感应电流的磁场方向

（向上或向下）

向上向下向上向上结论：楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

2、对楞次定律中阻碍二字的正确理解

“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。

阻碍磁通量变化指：

磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)；

磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)，简称“增反减同”．

3、理解楞次定律的四个层次

谁阻碍谁是感应电流的磁通量阻碍原磁通量;

阻碍什么阻碍的是磁通量的变化而不是磁通量本身;

如何阻碍当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即”增反减同”;

结果如何阻碍不是阻止，只是延缓了磁通量变化的快慢，结果是增加的还是增加，减少的还是减少。

4、楞次定律判断感应电流的基本步骤：

第一步：判断穿过线圈的元磁通量的方向

第二步：判断穿过线圈的元磁通量的变化（增加还是减小）

第三步：判断感应电流的磁场的方向（依据楞次定律）

第四步：判断感应电流的方向（依据右手螺旋定则）

5、楞次定律的推广含义：

1）阻碍原磁通的变化

2）阻碍（导体的）相对运动，简称“来拒去留”

3) 就闭合电路的面积而言，致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。收缩或扩张是为了阻碍电路的面积磁通量的变化。若穿过闭合回路的磁通量增大时，面积有收缩趋势；若穿过闭合电路的磁通量减少时，面积有增大的趋势，简称口诀：“增缩减扩”。

4）就电流而言，感应电流阻碍原电流的变化。即原电流增大时，感应电流的方向与原电流的方向相反；原电流减少时，感应电流的方向与原电流的方向相同，简称：“增反减同”

6、右手定则：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直传入掌心，大拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。 说明：右手定则是楞次定律的一种特殊情况，这种方法对于闭合回路的一部分导体切割磁感线时感应电流方向的判定非常方便。 四、法拉第电磁感应定律

1、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，这就是法拉第电磁感应定律。

2、表达式：t

n

E ∆∆Φ

= 3、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，t

S

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，t

n E ∆∆ϕ

＝的极限值才等于瞬时感应电动势。

3．磁通量ϕ、磁通量的变化ϕ∆、磁通量的变化率

t

∆∆ϕ

的区分 （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