高中物理电磁感应知识点汇总精编版

高中物理电磁感应知识

点汇总精编版

MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

电磁感应（磁生电）

第一部分电磁感应现象楞次定律

一、磁通量

1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.

2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,

则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.

3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.

4.单位:韦伯,符号:Wb.

5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.

6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.

(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.

(2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.

(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.

二、电磁感应现象

1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流

的现象叫做电磁感应.产生的电流叫做感应电流。

2.产生感应电流的条件：

表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.

表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.

3.产生感应电动势的条件：穿过电路的磁通量发生变化。理解：电磁感应的实质是产生感应电动势.如

果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部

分导体相当于电源.

三、感应电流方向的判断

1.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,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指

向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.

2.楞次定律：感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

3.判断感应电流方向的思路：用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,如下：

根据原磁场(Φ原方向及ΔΦ情况)确定感应磁场(B 感方向)判断感应电流(I 感方向).

重点题型汇总

一、磁通量及其变化的计算：由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: 1、此公式只适用于匀强磁场。 2、式中的S 是与磁场垂直的有效面积

3、磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的正方向是相同还是相反

4、磁通量的变化量ΔΦ是指穿过磁场中某一面的末态磁通量Φ2与初态磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=|Φ2-Φ1|.

【例】面积为S 的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中(磁场区域足够大),磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab 为

轴顺时针转900

过程中,穿过abcd 的磁通量变化量ΔΦ=.

【解析】设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900

的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsin θ减小到零,再由零增大到负向BScos θ,所以,磁

通量的变化量为:ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ=-BS(cos θ+sin θ)

【答案】-BS(cos θ+sin θ)【点拨】磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负.穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量. 二、感应电流方向的判定:方法一:右手定则(部分导体切割磁感线)。方法二:楞

次定律

【例】某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自

上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是(D) →→bB.先a →→b,后b →→a C.先b →→aD.先b →→a,后a →→b

第二部分法拉第电磁感应定律

一、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,其电阻相当于电源内电阻.电动势是标量,感应电动势的方向就是电源内部电流的方向，由电源的负极指向电源的正极。 二、感应电动势的大小

1.法拉第电磁感应定律：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:n

t

∆ΦE =∆

图9-1-3

图9-1-1

公式理解：①上式适用于回路中磁通量发生变化的情形,回路不一定闭合.

②感应电动势E 的大小与磁通量的变化率成正比,而不是与磁通量的变化量成正比,更不是与磁通量成正比.要注意

t

∆Φ∆与ΔФ和Φ三个量的物理意义各不相同,且无大小上的必然关系.

③当∆Φ由磁场变化引起时,t ∆∆Φ常用t B S ∆∆来计算;当∆Φ由回路面积变化引起时,t

∆∆Φ常用t S B ∆∆来计算.

④由t

n

E ∆∆Φ

=算出的是时间t ∆内的平均感应电动势,一般并不等于初态与末态电动势的算术平均值. ⑤n 表示线圈的匝数，可以看成n 个单匝线圈串联而成。 2.导体切割磁感线产生的感应电动势

公式:θsin Blv E =，对公式的理解如下：

①公式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算,其中L 是导体切割磁感线的有效长度,θ是矢量B 和v 方向间的夹角,且L 与磁感线保持垂直(实际应用中一般只涉及此种情况).

②若θ=900

,即B ⊥v 时,公式可简化为E=BL v ,此时,感应电动势最大;若θ=00

,即B ∥V 时,导体在磁场中运动不切割磁感线,E=0.

③若导体是曲折的,则L 应是导体的有效切割长度,即是导体两端点在B 、v 所决定平面的垂线上的投影长度.

④公式E=BL v 中,若v 为一段时间内的平均速度,则E 亦为这段时间内感应电动势的平均值;若v 为瞬时速度,则E 亦为该时刻感应电动势的瞬时值.

⑤直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动,产生的感应电动势运用公式E=BL v 计算时,式中v 是导线上各点切割速度的平均值,2

0L v ω+=,所以ω2

2

1Bl v Bl E

=

=-

3.反电动势：反电动势对电路中的电流起削弱作用.

三、几个总结：重点难点解析

一、公式n

t

∆ΦE =∆和sin Lv θE =B 的比较

=n t

∆∆Φ求的是回路中Δt 时间内的平均电动势.

=BL v sin θ既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势,也能求瞬时电动势.v 为平均速度,E 为平均电动势;v 为瞬时速度,E 为瞬时电动势.其中L 为有效长度.

(1)E=BL v 的适用条件:导体棒平动垂直切割磁感线,当速度v 与磁感线不垂直时,要求出垂直于磁感线的速度分量.

(2)1

2

2L ωE =B 的适用条件:导体棒绕一个端点垂直于磁感线匀速转动切割磁感线.