【知识汇总】高中物理“电磁感应”考点归纳

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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，磁通量的变化有多种形式，主要有：

①S、α不变，B改变，这时

②B、α不变，S改变，这时

③B、S不变，α改变，这时

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”。

（1） 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。

（2）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。

（3） 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。

（3）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。

（1）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

（2）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

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=BLvsinθ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。

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：

注：若闭合电路是一个匝的线圈，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：

②磁感强度不变，线圈面积均匀变化：   

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：

 

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：

（2）题型：

① 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。

② 若导体不是垂直切割磁感线运动，v与B有一夹角，如图b：

     

③ 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，导体位置由oa转到oa1，转过的角度

，则导体扫过的面积，  切割的磁感线条数（即磁通量的变化量）

单位时间内切割的磁感线条数为：，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：

计算时各量单位：

④转动产生的感应电动势

A. 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。

B. 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=BSω。如果线圈由n匝导线绕制而成，则E=nBSω。从图16-8示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为e=nBSωcosωt 。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。

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