高中物理选修3-2：电磁感应知识点归纳

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一、电磁感应的发现

1.“电生磁”的发现

奥斯特实验的启迪：丹麦物理学家奥斯特发现电流能使小磁针偏转，即电流的磁效应

 

2.“磁生电”的发现

(1)电磁感应现象的发现

法拉第根据他的实验，将产生感应电流的原因分成五类：

①变化的电流；

②变化的磁场；

③运动中的恒定电流；

④运动中的磁铁；

⑤运动中的导线。

(2)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的条件，开辟了人类的电气化时代。

 

二、感应电流产生的条件

1. 探究实验

实验一：导体在磁场中做切割磁感线的运动

实验二：通过闭合回路的磁场发生变化

 

2. 感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生

 

三、感应电动势

1. 定义：由电磁感应产生的电动势，叫感应电动势。产生电动势的那部分导体相当于电源。

 

2. 产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，无论电路是否闭合，电路中都会有感应电动势。

 

3. 方向判断：在内电路中，感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极，跟内电路中的电流的方向一致。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

【关键一点】感应电流的产生需要电路闭合，而感应电动势的产生电路不一定需要闭合

 

四、法拉第电磁感应定律

1. 定律内容：感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。

2. 表达式：

说明：①式中N为线圈匝数，是磁通量的变化率，注意它与磁通量以及磁通量的变化量的区别。

②E与无关，成正比

③在图像中为斜率，所以斜率的意义为感应电动势

 

五、导体切割磁感线时产生的电动势

公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度．

图中有效长度分别为：

甲图：l＝cdsin β(容易错算成l＝absin β)．

乙图：沿v₁方向运动时，l＝MN；

沿v₂方向运动时，l＝0.

丙图：沿v₁方向运动时，；

沿v₂方向运动时，l＝0；

沿v₃方向运动时，l＝R.

六、右手定则

1. 内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向

2. 适用情况：导体切割磁感线产生感应电流

七、楞次定律

1.内容：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。

 

2．适用情况：所有电磁感应现象。

【关键一点】

（1）对“阻碍”的理解

（2）利用楞次定律判断感应电流的方向

八、电磁感应现象中导体运动问题的分析

电磁感应现象中导体中运动问题的解题思路：

（1）确定所研究的闭合电路

（2）明确闭合电路所包围的区域磁场的方向及磁场的变化情况

（3）确定穿过闭合电路的磁通量的变化或导体是否切割磁感线

（4）根据楞次定律或者右手定制判断感应电流的方向

（5）根据左手定则判断导体所受安培力及运动的方向

【关键一点】对于这类问题也可考虑利用楞次定律中的“因果分析法”，即楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果（结果）总是要阻碍产生感应电流的原因：

（1）阻碍原磁通量的变化—增反减同

（2）阻碍相对运动—来拒去留

（3）使线圈面积有扩大或者缩小的趋势—增缩减扩

（4）阻碍原电流的变化（自感现象）--增反减同

 

九、电磁感应中的动力学问题

1.两种状态及处理方法

2.力学对象和电学对象相互联系

3．动态分析的基本思路

解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度最大或最小的条件。具体思路如下：

十、电磁感应中的能量转化与守恒

1.电磁感应现象中的能量转化与守恒

（1）与磁场变化（感生电动势）有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻，转化过来的电能全部转化为电阻的内能。

（2）与切割磁感线（动生电动势）有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其它形式的能转化为电能。克服安培力做多少功，就产生多少电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能全部转化为电阻的内能。

 

2.电磁感应中的能量守恒

能量守恒是自然界的一条普遍规律，在电磁感应现象中也不例外，在电磁感应中，外力做了多少功，就有多少电能产生。

 

十一、自感现象

1．自感现象

(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．

(2)表达式：E＝L

(3)自感系数L的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．

 

2．自感现象“阻碍”作用的理解

(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．

(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小．

线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的I_L逐渐变小．

 

3．自感现象的四大特点

(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．

(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．

(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．

(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．

 

4．断电自感中，灯泡是否闪亮问题

(1)通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮．

(2)通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮．