高中物理电磁感应知识点一．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。二．感应电流的产生条件Ⅱ1、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，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。三．法拉第电磁感应定律??楞次定律Ⅱ①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。?如图所示。楞次定律是判
断感应电动势方向的定律，但它是通过感应电流方向来表述的。按照这个定律，感应电流只能采取这样一个方向，在这个方向下的感应电流所产生的
磁场一定是阻碍引起这个感应电流的那个变化的磁通量的变化。我们把“引起感应电流的那个变化的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以简
单表达为：感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化。所谓阻碍原磁通的变化是指：当原磁通增加时，感应电流的磁场（或磁通）与原磁通方向相反，
阻碍它的增加；当原磁通减少时，感应电流的磁场与原磁通方向相同，阻碍它的减少。从这里可以看出，正确理解感应电流的磁场和原磁通的关系是
理解楞次定律的关键。要注意理解“阻碍”和“变化”这四个字，不能把“阻碍”理解为“阻止”，原磁通如果增加，感应电流的磁场只能阻碍它的
增加，而不能阻止它的增加，而原磁通还是要增加的。更不能感应电流的“磁场”阻碍“原磁通”，尤其不能把阻碍理解为感应电流的磁场和原磁道
方向相反。正确的理解应该是：通过感应电流的磁场方向和原磁通的方向的相同或相反，来达到“阻碍”原磁通的“变化”即减或增。楞次定律所反
映提这样一个物理过程：楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因，即只要有某种可能的过程使磁通量的
变化受到阻碍，闭合电路就会努力实现这种过程：（1）阻碍原磁通的变化（原始表述）；（2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”，具体表现
为：若产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动，则它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化；若引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的
可动回路发生相对运动，而回路的面积又不可变，则回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动，而回路将发生与磁体同方向的运动；（3）使
线圈面积有扩大或缩小的趋势；（4）阻碍原电流的变化（自感现象）。利用上述规律分析问题可独辟蹊径，达到快速准确的效果。如图1所示，在
O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断在插入过程中导环如何运动。若按常规方法，应先由楞次定律?判
断出环内感应电流的方向，再由安培定则确定环形电流对应的磁极，由磁极的相互作用确定导线环的运动方向。若直接从感应电流的效果来分析：条
形磁铁向环内插入过程中，环内磁通量增加，环内感应电流的效果将阻碍磁通量的增加，由磁通量减小的方向运动。因此环将向右摆动。显然，用第
二种方法判断更简捷。应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤：（1）查明原磁场的方向及磁通量的变化情况；（2）根据楞次定律中的“阻碍
”确定感应电流产生的磁场方向；（3）由感应电流产生的磁场方向用安培表判断出感应电流的方向。3、当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线
运动时，用右手定则可判定感应电流的方向。运动切割产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次
定律的特例。用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情况下，不如用右手定则判定的方便简单。反过来，用楞次定律能判定的，
并不是用右手定则都能判定出来。如图2所示，闭合图形导线中的磁场逐渐增强，因为看不到切割，用右手定则就难以判定感应电流的方向，而用楞
次定律就很容易判定。?要注意左手定则与右手定则应用的区别，两个定则的应用可简单总结为：“因电而动”用左手，“因动而电”用右手，因果
关系不可混淆。?四．互感?自感?涡流Ⅰ互感：由于线圈A中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B中激发了感应电动势
。这种现象叫互感。?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。所产生的感应电动势叫做自感电动势。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,?其中断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题,?如图2所
示,?2、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。由上例分析可知：自
感电动势总量阻碍线圈（导体）中原电流的变化。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）。如是线圈的电流每秒钟变化1A，在线圈可以产生1V
的自感电动势，则线圈的自感系数为1H。还有毫亨（mH），微亨（H）。涡流及其应用1．变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动
势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡
流2．应用：（1）新型炉灶——电磁炉。（2）金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。五．交变电流??描述交变电流的物理量和
图象Ⅰ1、交流电的产生及变化规律：（1）产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场
的线圈的对称轴作匀速转动时，如图5—1所示，产生正弦（或余弦）交流电动势。当外电路闭合时形成正弦（或余弦）交流电流。（2）变化规律
：（1）中性面：与磁力线垂直的平面叫中性面。线圈平面位于中性面位置时，如图5—2（A）所示，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为
零。因此，感应电动势为零?。当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时（即线圈平面与磁力线平行时）如图5—2（C）所示，穿过线圈的磁通
量虽然为零，但线圈平面内磁通量变化率最大。因此，感应电动势值最大。（2）感应电动势瞬时值表达式：若从中性面开始，感应电动势的瞬时值
表达式：如图5—2（B）所示。感应电流瞬时值表达式：若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：2、表征交流电的
物理量：（1）瞬时值、最大值和有效值：交流电在任一时刻的值叫瞬时值。瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。交流电的有效值是根据电流的热
效应规定的：让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻，如果二者热效应相等（即在相同时间内产生相等的热量）则此等效的直流电压，电流值
叫做该交流电的电压，电流有效值。注意：通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明的耐
压值是指最大值。（2）周期、频率和角频率交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示，单位是秒。交流电在1秒内完成周期性变化
的次数叫频率。以f表示，单位是赫兹。六、正弦交变电流的函数表达式Ⅰu=Umsinωti=Imsinωt七．电感和电容对交变电流的影
响Ⅰ①电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用感抗表示。低频扼流圈，线圈的自感系数Ｌ很大，作用是“通直流，阻交流”；高频扼流圈，线
圈的自感系数Ｌ很小，作用是“通低频，阻高频”．②电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用容抗表示耦合电容，容量较大，隔直流、通交流
高频旁路电容，容量很小，隔直流、阻低频、通高频八．变压器Ⅰ上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬时值。（3）电压互感器和电流
互感器电压互感器是将高电压变为低电压，故其原线圈并联在待测高压电路中；电流互感器是将大电流变为小电流，故其原线圈串联在待测的高电流
电路中。（二）解决变压器问题的常用方法思路1?电压思路。变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2；当变压器有多个副绕组时
U1/n1=U2/n2=U3/n3=……思路2?功率思路。理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕
组时P1=P2+P3+……思路3?电流思路。由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1；当变压器有多个副绕组
时n1I1=n2I2+n3I3+……思路4?（变压器动态问题）制约思路。（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一
定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/
n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”.（
3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P负1+P负2+…；②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确
定，I2=P2/U2；③总功率P总=P线+P2.动态分析问题的思路程序可表示为：思路5?原理思路。变压器原线圈中磁通量发生变化，铁
芯中ΔΦ/Δt相等；当遇到型变压器时有，ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt，此式适用于交流电或电压（电流）变化的直流电，但不
适用于稳压或恒定电流的情况.九．电能的输送Ⅰ由于送电的导线有电阻，远距离送电时，线路上损失电能较多。在输送的电功率和送电导线电阻一
定的条件下，提高送电电压，减小送电电流强度可以达到减少线路上电能损失的目的。线路中电流强度I和损失电功率计算式如下：注意：送电导线
上损失的电功率，不能用求，因为不是全部降落在导线上。十．传感器的及其工作原理Ⅰ?有一些元件它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分
等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量
转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。?光敏电阻在光照射下电阻变化的原因：有些物质，例如硫化镉，是一种半导
体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。光照越强，光敏电阻阻值越小。 金属导体的电阻随
温度的升高而增大，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。 金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电
阻这个电学量，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。十一．传感器的应用Ⅰ1．光敏电阻2．热敏电阻和金属热电阻3．电容
式位移传感器4．力传感器————将力信号转化为电流信号的元件。5．霍尔元件?霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件。外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向电场；横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板左右两例会形成稳定的电压，被称为霍尔电势差或霍尔电压．1．传感器应用的一般模式2．传感器应用：力传感器的应用——电子秤声传感器的应用——话筒温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅、测温仪光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器传感器的应用实例：1．光控开关2．温度报警器 |
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