電磁感應(yīng)知識點總結(jié)

電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)（Electromagneticinduction）現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會產(chǎn)生電動勢。此電動勢稱為感應(yīng)電動勢或感生電動勢，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動勢會驅(qū)使電子流動，形成感應(yīng)電流（感生電流）邁克爾·法拉第是一般被認(rèn)定為于1831年發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)現(xiàn)象的人，雖然FrancescoZantedeschi1829年的工作可能對此有所預(yù)見。電磁感應(yīng)是指因為磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，乃是電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，而且為電與磁之間的相互轉(zhuǎn)化奠定了實驗基礎(chǔ)，為人類獲取巨大而廉價的電能開辟了道路，在實用上有重大意義。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著一場重大的工業(yè)和技術(shù)革命的到來。事實證明，電磁感應(yīng)在電工、電子技術(shù)、電氣化、自動化方面的廣泛應(yīng)用對推動社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。若閉合電路為一個n匝的線圈，則又可表示為：式中n為線圈匝數(shù)，ΔΦ為磁通量變化量，單位Wb，Δt為發(fā)生變化所用時間，單位為s.ε為產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，單位為V。電磁感應(yīng)俗稱磁生電，多應(yīng)用于發(fā)電機。磁通量設(shè)在勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面，磁場的磁感應(yīng)強度為B，平面的面積為S。(1)定義：在勻強磁場中，磁感應(yīng)強B與垂直磁場方向的面積S的乘積，叫做穿過這個面的磁通量。(2)公式：Φ=BS當(dāng)平面與磁場方向不垂直時：Φ=BS⊥=BSsinθ（θ為兩個平面的二面角）(3)物理意義穿過某個面的磁感線條數(shù)表示穿過這個面的磁通量。(4)單位：在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb。1Wb=1T·1m2=1V·s。電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動。(2)感應(yīng)電流：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流。(3)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件：①兩種不同表述a．閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運動b．穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化②兩種表述的比較和統(tǒng)一a．兩種情況產(chǎn)生感應(yīng)電流的根本原因不同閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運動時，是導(dǎo)體中的自由電子隨導(dǎo)體一起運動，受到的洛倫茲力的一個分力使自由電子發(fā)生定向移動形成電流，這種情況產(chǎn)生的電流有時稱為動生電流。穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化時，根據(jù)電磁場理論，變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，電場使導(dǎo)體中的自由電子定向移動形成電流，這種情況產(chǎn)生的電流有時稱為感生電流。b．兩種表述的統(tǒng)一兩種表述可統(tǒng)一為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。③產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。條件：a．閉合電路；b．做切割磁感線運動。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化能的轉(zhuǎn)化守恒定律是自然界普遍規(guī)律，同樣也適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。感應(yīng)電動勢(1)定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫做感應(yīng)電動勢。從低電勢位置指向高電勢位置。(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件：穿過回路的磁通量發(fā)生變化。(3)物理意義：感應(yīng)電動勢是反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)的物理量。(4)方向規(guī)定：內(nèi)電路中的感應(yīng)電流方向，為感應(yīng)電動勢方向。（5）反電動勢：在電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢總要削弱電源電動勢的的作用，這個電動勢稱為反電動勢。相關(guān)知識電磁感應(yīng)部分涉及兩個方面的知識：一是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律。電磁感應(yīng)研究的是其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的特點和規(guī)律，其核心是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。楞次定律表述為：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。即要想獲得感應(yīng)電流(電能)必須克服感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力做功，需外界做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。法拉第電磁感應(yīng)定律是反映外界做功能力的，磁通量的變化率越大，感應(yīng)電動勢越大，外界做功的能力也越大。二是電路及力學(xué)知識。主要討論電能在電路中傳輸、分配，并通過用電器轉(zhuǎn)化成其他形式能的特點規(guī)律。在實際應(yīng)用中常常用到電路的三個規(guī)律(歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)和力學(xué)中的牛頓定律、動量定理、動量守恒定律、動能定理和能量守恒定律等概念。三是右手定則。右手平展，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)。把右手放入磁場中，若磁力線垂直進(jìn)入手心（當(dāng)磁感線為直線時，相當(dāng)于手心面向N極），大拇指指向?qū)Ь€運動方向，則四指所指方向為導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。電磁學(xué)中，右手定則判斷的主要是與力無關(guān)的方向。感應(yīng)電動勢的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向：由負(fù)極流向正極}計算公式1.[感應(yīng)電動勢的大小計算公式]1)E=nΔΦ/Δt（普適公式）{法拉第電磁感應(yīng)定律，E：感應(yīng)電動勢(V)，n：感應(yīng)線圈匝數(shù)，ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}。2)E=BLVsinA(切割磁感線運動)E=BLV中的v和L不可以和磁感線平行，但可以不和磁感線垂直，其中sinA為v或L與磁感線的夾角。{L:有效長度(m)}3)Em=nBSω（交流發(fā)電機最大的感應(yīng)電動勢）{Em:感應(yīng)電動勢峰值}。4）E=B(L^2)ω/2（導(dǎo)體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)切割）{ω：角速度(rad/s)，V:速度(m/s)，(L^2)指的是L的平方}。2.磁通量Φ=BS{Φ：磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應(yīng)強度(T),S:正對面積(m2)}計算公式△Φ=Φ1-Φ2，△Φ=B△S=BLV△t。3.感應(yīng)電動勢的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向：由負(fù)極流向正極}。4.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大)，ΔI:變化電流，?t:所用時間，ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}。△特別注意Φ，△Φ，△Φ/△t無必然聯(lián)系，E與電阻無關(guān)E=n△Φ/△t。電動勢的單位是伏V，磁通量的單位是韋伯Wb，時間單位是秒s。重要實驗在一個空心紙筒上繞上一組和電流計聯(lián)接的導(dǎo)體線圈，當(dāng)磁棒插進(jìn)線圈的過程中，電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而在磁棒從線圈內(nèi)抽出的過程中，電流計的指針則發(fā)生反方向的偏轉(zhuǎn)，磁棒插進(jìn)或抽出線圈的速度越快，電流計偏轉(zhuǎn)的角度越大.但是當(dāng)磁棒不動時，電流計的指針不會偏轉(zhuǎn)。對于線圈來說，運動的磁棒意味著它周圍的磁場發(fā)生了變化，從而使線圈感生出電流.法拉第終于實現(xiàn)了他多年的夢想——用磁的運動產(chǎn)生電！奧斯特和法拉第的發(fā)現(xiàn)，深刻地揭示了一組極其美妙的物理對稱性：運動的電產(chǎn)生磁，運動的磁產(chǎn)生電。不僅磁棒與線圈的相對運動可以使線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流，一個線圈中的電流發(fā)生了變化，也可以使另一個線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流。將線圈通過開關(guān)k與電源連接起來，在開關(guān)k合上或斷開的過程中，線圈2就會出現(xiàn)感應(yīng)電流.如果將與線圈1連接的直流電源改成交變電源，即給線圈1提供交變電流，也引起線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流.這同樣是因為，線圈1的電流變化導(dǎo)致線圈2周圍的磁場發(fā)生了變化。產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為5類：變化的電流，變化的磁場，運動的恒定電流，運動的磁鐵，在磁場中運動的導(dǎo)體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。進(jìn)而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，他由此認(rèn)識到，感應(yīng)電流是由與導(dǎo)體性質(zhì)無關(guān)的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的，即使沒有回路沒有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動勢依然存在。后來，給出了確定感應(yīng)電流方向的楞次定律以及描述電磁感應(yīng)定量規(guī)律的法拉第電磁感應(yīng)定律。并按產(chǎn)生原因的不同，把感應(yīng)電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種，前者起源于洛倫茲力，后者起源于變化磁場產(chǎn)生的有旋電場。法拉第定律：由磁力在移動中的電線中產(chǎn)生的運動電動勢，及由磁場轉(zhuǎn)變而成的電力所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。磁通量、磁通量變化、磁通量變化率對比表磁通量磁通量變化磁通量變化率物理意義某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數(shù)穿過某個面的磁通量隨時間的變化量表述磁場中穿過某個面的磁通量變化快慢的物理量大小計算,為與B垂直的面積，不垂直式，取S在與B垂直方向上的投影2-1，或,或或注意問題若穿過某個面有方向相反的磁場，則不能直接用，應(yīng)考慮相反方向的磁通量或抵消以后所剩余的磁通量開始和轉(zhuǎn)過1800時平面都與磁場垂直，但穿過平面的磁通量是不同的，一正一負(fù)，其中=B·S，而不是零既不表示磁通量的大小也不表示磁通量變化的多少，在=t圖像中，可用圖線的斜率表示電磁感應(yīng)現(xiàn)象與電流磁效應(yīng)的比較電磁感應(yīng)現(xiàn)象電流磁效應(yīng)關(guān)系利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象電流產(chǎn)生磁場電能夠生磁，磁能夠生電產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件比較產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，即產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有兩個：eq\o\ac(○,1)電路為閉合回路eq\o\ac(○,2)回路中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件不管電路閉合與否，只要電路中磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電流比存在感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，電路斷開時沒有電流，但感應(yīng)電動勢仍然存在。電路不論閉合與否，只要有一部分導(dǎo)體切割磁感線，則這部分導(dǎo)體就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，它相當(dāng)于一個電源不論電路閉合與否，只要電路中的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，磁通量發(fā)生變化的那部分相當(dāng)于電源。公式與E=BLvsin的區(qū)別與聯(lián)系E=BLvsin區(qū)別（1）求的是時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，E與某段時間或某個過程相對應(yīng)（1）求的是瞬間感應(yīng)電動勢，E與某個時刻或某個位置相對應(yīng)（2）求的是整個回路的感應(yīng)電動勢，整個回路的感應(yīng)電動勢為零時，其回路中某段導(dǎo)體的（2）求的是回路中一部分導(dǎo)體切割磁感線是產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（3）由于是整個回路的感應(yīng)電動勢，因此電源部分不容易確定（3）由于是一部分導(dǎo)體切割磁感線的運動產(chǎn)生的，該部分就相當(dāng)于電源。聯(lián)系公式和E=BLvsin是統(tǒng)一的，當(dāng)→0時，E為瞬時感應(yīng)電動勢，只是由于高中數(shù)學(xué)知識所限，現(xiàn)在還不能這樣求瞬時感應(yīng)電動勢，而公式E=BLvsin中的v若代入，則求出的E為平均感應(yīng)電動勢楞次定律感應(yīng)電流方向的判定方法方法內(nèi)容及方法使用范圍楞次定律eq\o\ac(○,1)感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，這就是楞次定律eq\o\ac(○,2)運用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟：分析穿過閉合回路的原磁場方向；分析穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少；根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場的方向；利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向、使用與磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況（包括一部分導(dǎo)線做切割磁感線運動的情況）右手定則伸開右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直傳入掌心，大拇指指向?qū)w運動的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況楞次定律中“阻礙”的含義誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身如何阻礙磁通量增加時，阻礙其增加，感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向相反，起抵消作用；磁通量減少時，阻礙其減少，感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向一致，起補償作用結(jié)果如何“阻礙”不是“阻止”，只是延緩了磁通量的變化，但這種變化仍繼續(xù)進(jìn)行對楞次定律中“阻礙”的含義還可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因阻礙原磁通量的變化或原磁場的變化；阻礙相對運動，可理解為“來拒去留”。使線圈面積有擴大或縮小趨勢；阻礙原電流的變化。電磁感應(yīng)中的圖像問題圖像問題圖像類型磁感應(yīng)強度B、磁通量、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像，即B-t圖像、-t圖像、E-t圖像和I-t圖像對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像問題類型由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識左手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識等解決這類問題的基本方法明確圖像的種類，是B-t圖像還是-t圖像、或者E-t圖像和I-t圖像分析電磁感應(yīng)的具體過程結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律列出函數(shù)方程。根據(jù)函數(shù)方程，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如斜率及其變化，兩軸的截距等。畫圖像或判斷圖像。自感渦流通電自感和斷電自感比較通電自感斷電自感電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，R=RL，L較大L很大（有鐵芯），RL《RA現(xiàn)象在S閉合瞬間，A2燈立即亮起來，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開關(guān)S斷開時，燈A突然閃亮一下后再漸漸熄滅（當(dāng)抽掉鐵芯后，重做實驗，開關(guān)S斷開時，會看到燈A較快熄滅）原因由于開關(guān)S閉合時，流過電感線圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的增大，是流過A1燈的電流比流過A2燈的電流增加的慢開關(guān)S斷開時，流過線圈L的電流減小，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時間；在S斷開后，通過L的電流反向通過電燈A且由于RL《RA，使得流過A燈的電流在開關(guān)斷開瞬間突然增大，從而使A燈的發(fā)光功率突然變大能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場能磁場能轉(zhuǎn)化為電能自感電動勢和自感系數(shù)自感電動勢：，式中為電流的變化率，L為自感系數(shù)。自感系數(shù)：自感系數(shù)的大小由線圈本身的特性決定，線圈越長，單位長度的匝數(shù)越多，橫截面積越大，自感系數(shù)越大，若線圈中加有鐵芯，自感系數(shù)會更大。渦流渦流的產(chǎn)生渦流實際上是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，只要把金屬塊放在變化的磁場中，或者是讓金屬塊在磁場中運動，金屬塊中均可產(chǎn)生渦流渦流的減少在各種電機和變壓器中，為了減少渦流，在電機和變壓器上通常用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓制成的鐵芯渦流的利用冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐就是利用強大的渦流使金屬盡快熔化，電學(xué)測量儀表的指針快速停止擺動也是利用鋁框在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的渦流，家用電磁爐也是利用渦流原理制成的9、電磁感應(yīng)中的“棒-----軌”模型（1）一根導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上滑動類型“電----動-----電”型“動------電------動”型示意圖導(dǎo)軌間距L，導(dǎo)體棒質(zhì)量m,電阻R，導(dǎo)軌光滑，