高中物理专题——电磁感应，得物理者得理综

一、知识网络

二、知识点归纳

● 电流的磁效应：

把一根导线平行地放在磁场上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，就好像磁针受到磁铁的作用一样。这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。

● 电流磁效应现象：

磁铁对通电导线的作用，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体棒偏转。电流和电流间的相互作用，有相互平行而且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察到发生的现象是：同向电流相吸，异向电流相斥。

● 电磁感应发现的意义：

①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。

②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电器化时代。

③电磁感应现象的发现，推动了经济和社会的发展，也体现了自然规律的和谐的对称美。

● 对电磁感应的理解:

电和磁之间有着必然的联系，电能生磁，磁也一定能够生电，但磁生电是有条件的，只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流，磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。

引起电流的原因概括为五类：

① 变化的电流。

② 变化的磁场。

③ 运动的恒定电流。

④ 运动的磁场。

⑤ 在磁场中运动的导体。

● 磁通量：

闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，即Φ，θ为磁感线与线圈平面的夹角。

对磁通量Φ的说明：

虽然闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，但是当磁场与闭合电路的面积不垂直时，磁感应强度也有垂直闭合电路的分量磁感应强度垂直闭合电路面积的分量。

● 产生感应电流的条件：

一是电路闭合。

二是磁通量变化。

● 楞次定律：

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

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高中物理选修3-2知识点

56．电磁感应现象Ⅰ

       只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。

       这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。

57．感应电流的产生条件Ⅱ

1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中（是B与S的夹角）看，磁通量的变化可由面积的变化引起；可由磁感应强度B的变化引起；可由B与S的夹角的变化引起；也可由B、S、中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。

       2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。

       3、产生感应电动势、感应电流的条件：导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

58．法拉第电磁感应定律  楞次定律Ⅱ

    ①电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。

       ——当长L的导线，以速度，在匀强磁场B中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为。

       如图所示。设产生的感应电流强度为I，MN间电动势为，则MN受向左的安培力，要保持MN以匀速向右运动，所施外力，当行进位移为S时，外力功。为所用时间。

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高考物理知识点总结12

电磁感应

1. ★电磁感应现象: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.

（1）产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0.（2）产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.

（2）电磁感应现象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.

2.磁通量（1）定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式:Φ=BS.如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位:Wb

求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正.反之，磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.

3. ★楞次定律

（1）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.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.

（2）对楞次定律的理解

①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.

②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身.③如何阻碍———原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”.④阻碍的结果———阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少.

（3）楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种: ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化（自感）. ★★★★ 4.法拉第电磁感应定律

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高中物理选修3-2知识点

56．电磁感应现象Ⅰ

       只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。

       这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。

57．感应电流的产生条件Ⅱ

1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中（是B与S的夹角）看，磁通量的变化可由面积的变化引起；可由磁感应强度B的变化引起；可由B与S的夹角的变化引起；也可由B、S、中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。

       2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。

       3、产生感应电动势、感应电流的条件：导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

58．法拉第电磁感应定律  楞次定律Ⅱ

    ①电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。

       ——当长L的导线，以速度，在匀强磁场B中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为。

       如图所示。设产生的感应电流强度为I，MN间电动势为，则MN受向左的安培力，要保持MN以匀速向右运动，所施外力，当行进位移为S时，外力功。为所用时间。

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：高中物理电磁学模型总结

电场：

几种典型场的电场线；

几种典型场的等势面；

平行板电容器；

带电粒子在电场中平衡；

带电粒子在电场中加速；

带电粒子在电场中偏转

恒定电流：

电流表的内外接；

滑动变阻器的分压和限流接法； 测定金属电阻率；

伏安法测电阻；

电流表改装电压表；

测电池的电动势和内阻；

简单逻辑电路；

电路的简化；

电路动态分析；

含有电容器的电路分析；

电源如何获得最大输出功率； 电路故障分析

磁场：

直线电流的磁场（三图）； 环形电流的磁场（三图）； 通电螺线管的磁场（三图）；

磁场对通电导线的作用（安培力）； 磁场对运动电荷的作用（洛伦兹力）； 速度选择器；

回旋加速器；

带电离子的磁场中运动

电磁感应：

磁通量；

法拉第电磁感应定律；

导线切割磁感线；

电磁感应的本质；

楞次定律；

无源滑轨；

日光灯工作原理；

感生电动势； 动生电动势； 感动同生电动势；

交变电流：

远距离输电； 变压器工作原理；

交变电流的定义和特点； 峰值；

有效值；

瞬时值；

平均值；

电磁波原理

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高中物理电知识总结8

法拉第电磁感应定律、自感

 知识要点：

一、基础知识

       1、电磁感应、感应电动势、感应电流I

       电磁感应是指利用磁场产生电流的现象。所产生的电动势叫做感应电动势。所产生的电流叫做感应电流。要注意理解: 1)产生感应电动势的那部分导体相当于电源。2)产生感应电动势与电路是否闭合无关, 而产生感应电流必须闭合电路。3)产生感应电流的两种叙述是等效的, 即闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动与穿过闭合电路中的磁通量发生变化等效。

       2、电磁感应规律

感应电动势的大小: 由法拉第电磁感应定律确定。

       ——当长L的导线，以速度，在匀强磁场B中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为。

       如图所示。设产生的感应电流强度为I，MN间电动势为，则MN受向左的安培力，要保持MN以匀速向右运动，所施外力，当行进位移为S时，外力功。为所用时间。

       而在时间内，电流做功，据能量转化关系，，则。

       ∴，M点电势高，N点电势低。

       此公式使用条件是方向相互垂直，如不垂直，则向垂直方向作投影。

       ，电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。

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电磁感应中的能量问题

题型一：用能量的观点解决电磁感应综合问题

  ［例1］如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.1kg的导体棒MN上升，导体棒的电阻R为1Ω，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直。当导体棒上升h=3.8m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A，电动机内阻r为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，求：

（1）棒能达到的稳定速度；

（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。

［变式训练1］图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0．40m，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度B为0．50T的匀强磁场垂直．质量m为6．0×10^-3kg．电阻为1．0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触．导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3．0Ω的电阻R₁．当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0．27W，重力加速度取10m/s²，试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R₂．

题型二：交变电流有效值综合问题

［例2］如图所示，ab=25cm，ad=20cm，匝数为50匝的矩形线圈．线圈总电阻 r=1Ω 外电路电阻R =9Ω，磁感应强度B=0．4T，线圈绕垂直于磁感线的OO’ 轴以角速度50rad/s匀速转动．求：

(1)从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式．

(2)1min内R上消耗的电能．

(3)当从该位置转过时，通过R上瞬时电功率是多少？

(4)线圈由如图位置转过的过程中，R的电量为多少？

［变式训练2］如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B，M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：

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