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∙S sinα
②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS∙B sinα
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
φ—磁通量，∆φ
—磁通量的变化量，∆∆∆φφφt t
=−21 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=BLvsin θ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t
I L ∆∆=自ε。

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：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∆∆∆∆=线圈匝数
————n v E s t Wb t n E φφ 注：a 、若闭合电路是一个n 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∆t 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：E B S t n B t
s =
⋅=⋅∆∆∆∆ ②磁感强度不变，线圈面积均匀变化：E n B S t nB S t ==∆∆∆∆ 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：
E n
BS BS t nBS t
=−=−cos cos cos cos ϕϕϕϕ2121∆∆ 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：E Blv B T l m v m s E V =−−−−⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪/ （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 ：
E Blv Blv ==1sin θ
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E Blv =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∆t ，导体位置由oa 转到oa1，转过的角度∆∆θω=t ，则导体扫过的面积∆∆∆S l l t ==121222θω 切割的磁感线条数（即磁通量的变化量）
∆∆∆ϕω==B S Bl t 122 单位时间内切割的磁感线条数为：
∆∆∆∆ϕωωt Bl t t Bl ==1212
22，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：E t Bl ==∆∆φω12
2
b c
计算时各量单位：B T l m rad s
E V
−−−−⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪ω/
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2212L B L BL E ωω=⋅=。

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=BS ω。

如果线圈由n 匝导线绕制而成，则E=nBS ω。

从图16-8示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为e=nBS ωcos ωt 。

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。

v
d。