电磁感应

电磁感应

一、磁通量

1、定义：磁感线通过线圈时，磁场强度与线圈面积的乘积叫磁通量。

2、磁通量的计算

(1) 公式： θφsin BS = ，其中θ为磁感线与线圈平面的夹角； (2) 注意：计算磁通量时，要特别注意磁感线与线圈平面的关系： ① 当磁感线与线圈平面垂直时：BS =φ ② 当磁感线与线圈平面平行时：0=φ

③ 当磁感线与线圈平面夹角 0<θ<900时，θφsin ∙=BS

3、当有两个相反方向的磁感线通过线圈时，计算时要用正负号加以区分， 一般先规定某一方向的磁感线通过线圈时的磁通量为正，则另一个方向的 磁通量就为负，计算总的磁通量时，将正负磁通量进行代数运算。

二、感应电流产生的条件

1、电磁感应定义：闭合线圈在磁场中产生电流的现象叫电磁感应.。

2、感应电流定义：闭合线圈在磁场中产生的电流叫感应电流.。

3、感应电流产生的条件： (1) 线圈要闭合；

(2) 闭合线圈内的磁量发生了变化。 4、磁通量发生变化的方式：

(1) 线圈面积不变，磁场大小或方向发生变化，则磁通量的变化量：

S B B )-1212-=

=∆（φφφ (2) 磁场强度不变(包括大小和方向)，线圈面积变化，则磁通量的变化量： )(-1212S S B -==∆φφφ

三：感应电流方向的判别

感应电流方向的判别有两种方法：

1、右手定则

当磁场不变，闭合线圈的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，应用右手定则判别电流的方向。

2、楞次定律

(1) 当闭合线圈的面积不变，磁场发生变化时，应用楞次定律判别电流方向。

(2) 当闭合线圈的面积和磁场均发生变化时，应用楞次定律判别电流方向。

四、右手定则

1、伸开右手，让拇指与四指垂直，掌心接住磁感线，拇指指向导体运动方向，则四指的方向就是感应电流的

方向。

2、右手定则的其它应用：判断通电导体的磁场方向

(1) 判别直线电流的磁场方向：

用右手握住直导线，让大拇指指向电流方向，

其余四指的弯曲方向就是直线电流产生的磁场方向。

(2) 判别环形电流的磁场方向：

用右手握住环环形导线，让四指指向电流方向，

则拇指指向就是磁场方向。

(3) 判别通电螺线管的磁场方向：

用右手握住螺线管，让弯曲四指指向电流方向，

大拇指指向磁场方向。

五、楞次定律

1、原磁场：使闭合线圈中的磁通量发生变化的磁场叫原磁场。

2、感应磁场：感应电流产生的磁场叫感应磁场。

3、感应磁场总是阻碍原磁场发生变化。

(1) 若原磁场增大，则感应磁场的方向就与原磁场的方向相反。

(2) 若原磁场减小，则感应磁场的方向就与原磁场方向相同。

中小学1对1课外辅导专家

六、应用楞次定律判别感应电流方向的口决

口决: ① 增反减同； ② 增缩减扩； ③ 来拒去留。

1、增反减同的含义：

① 当原磁场增大时，则感应磁场就与原磁场反向。

② 当原磁场减小时，则感应磁场就与原磁场同向。

2、增缩减扩的含义：

若线圈为弹性线圈，其面积可自由缩放，

① 当原磁场增大时，线圈就收缩(同时感应磁场与原磁场反向) ② 当原磁场减小时，线圈就扩张(同时感应磁场与原磁场同向)

、来拒去留的含义：

① 当磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍磁铁靠近。 ② 当磁铁远离线圈时，线圈要阻碍磁铁远离。

七、法拉弟电磁感应定律

1、感应电动势产生的条件：

不论线圈是否闭合，只要通过线圈的磁通量发生了变化，线圈中就有感应电动势产生。

2、感应电动势大小t n E ∆∆=φ

，即感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比。 ① 当S 不变，则t B

nS E ∆∆=， 即感应电动势的大小与磁感应强度的变化率成正比。

② 当B 不变，则 t

S

nB E ∆∆=，即感应电动势的大小与线圈面积的变化率成正比。

八、动生电动势和感生电动势

1、动生电动势

(1) 定义：当线圈中的部分导体做切割磁感线运动时， (2) 在线圈中产生的感应电动势叫动生电动势。

做切割磁感线的部分导体可等效为电源。

(3) 计算公式：BLV E =(导体在磁场中平动) 或ω2

2

1BL E = (导体在磁场中转动)

(4) 特别说明：

① 当导体在磁场中做匀速运动时， 产生的电动势大小不变，如图所示，

② 当导体在磁场中做匀变速运动时， 产生的电动势与时间成正比，如图所示， 因为 t BLa at BL BLV E ∙=∙==

③ 导体在磁场中作非匀变速运动时，

产生的电动势与时间成非线性关系，如图所示， 因为 t BLa at BL BLV E ∙=∙==

2、感生电动势

(1) 定义：当通过线圈的磁场发生变化时，在线圈中产生的电动势叫感生电动势。

处于磁场中的线圈可等效为电源，如图所示， (2) 公式： t

n E ∆∆=φ (3) 特别说明：

① 当磁感应强度的变化率保持不变时，产生的感应 动势的大小就不变，如图所示，因为 t

B ns

E ∆∆=

② 当磁感应强度的变化率不是恒定不变时，产生的感应电动势的大小是变化的， 此时只能应用公式t

n

E ∆∆=φ

计算平均电动势。

九、电磁感应中的等效电路

1、等效电源

(1) 在磁场中切割磁感线运动的导体可以等效为电源。 (2) 处于变化磁场中的线圈可以等效为电源。 2、等效电路

当线圈产生了感应电流，则在解题时，首先将线圈等效为电路，并画出等效电路图。

【例1】 有一个半径为r ，电阻为R 的环形线圈处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一根长度为2r ，

电阻为R 0的金属导体与线圈接触良好，并在线圈中滑动，当金属导体滑到线圈中心位置时， 金属导体上的电流为多大?

解：等效电路如图所示：

0022BrV V r B BLV E =∙∙==

00042

222R R R R R R R R R R +=+∙+=+=并总 0

00

0r 84

r 2R R V B R R V B R E

I +=

+==总 【例2】 有一个半径为r ，电阻为R 的线圈处于变化的磁场中，其变化规律如图乙所示，线圈与一个阻值为R 0

的电阻组成闭合回路，求

a,b 两点间的电势差U ab

解：等效电路如图所示，

t B S t E ∆∆∙=∆∆=φ0

02002

t B r t B r ππ=∙=