专题04 电磁感应【考点清单】-2024-2025学年高二物理上学期期末考点大串讲（沪科版2020）

专题04 电磁感应 一、电磁感应 1.电磁感应现象：通过闭合回路中的磁通量发生变化时，从而产生感应电流的现象。 2.产生感应电流的条件 (1) 电路闭合 (2) 通过闭合回路的磁通量变化 本质上，磁通量变化产生感应电动势，闭合回路产生感应电流。 3.物理学史 (1) 奥斯特发现电流的磁效应，即“电能生磁”。 (2) 法拉第发现了电磁感应现象，即“磁能生电”。 二、楞次定律 1. 内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 2. 楞次定律的理解 （1）“阻碍”不是阻止，感应电流的磁场仅仅阻碍了原磁通量的变化，回路中的磁通量还是要变化的。 （2）“阻碍”不是相反，即“增反减同” 如果穿过闭合回路的磁通量是增加的，则感应电流的磁场与原磁场的方向相反； 如果穿过闭合回路的磁通量是减少的，则感应电流的磁场与原磁场的方向相同。 3. 楞次定律判定感应电流方向的一般步骤： 基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，一般步骤如下： (1)确定原磁场的方向； (2)确定穿过闭合线圈的磁通量是增加还是减少； (3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向； (4)利用右手螺旋定则确定感应电流的方向。 4. 楞次定律的推广形式 （1）阻碍导体间的相对运动：“来拒去留”。 （2）就闭合电路的面积而言：“增缩减扩”。 （3）磁场方向：“增反减同”。 （4）环形线圈电磁感应后可当作：“等效磁体”。 （5）从能量转化的角度看：都要克服阻力做功，将机械能转化为电能。 三、右手定则 1. 感应电流方向：右手定则 适用条件：闭合线路中部分导体在做切割磁感应线的运动。 2. 楞次定律和右手定则的区别 (1)右手定则只适用于部分导体切割磁感线的情况，楞次定律适用于任何情况。 右手定则是楞次定律的特例。 (2)楞次定律通常和安培定则同时使用（判断感应电流产生的磁场方向，或由磁场方向判断感应电流）。 3. 左手定律和右手定则的区别 (1)左手定则：判断电流或运动电荷在磁场中受力方向，先有电流再有受力。 (2)右手定则：判断电磁感应产生的感应电流方向，先有运动再有电流。 (3)电流的磁效应（右手） 安培力（左手） 感应电流（右手）。 四、法拉第电磁感应定律 1. 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。 2. 公式：E＝ （通常由n匝线圈组成 E＝n，其中n为线圈匝数） 磁通量的变化率对应Φ­t图线上某点切线的斜率。 3. 对法拉第电磁感应定律的理解 (1) 磁通量的变化率和磁通量Φ的大小没有直接关系。 (2) 两种常见形式： ①线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化，则E＝n·S ②磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化，则E＝nB· (其中是Φ－t图像上某点切线的斜率. 为B－t图像上某点切线的斜率) (3) 表象：电路闭合时有感应电动势，感应电流。电路断开时有感应电动势，但无感应电流。 本质：磁通量变化为电磁感应的根本原因。产生感应电动势为电磁感应现象的本质。 即：磁通量变化感应电动势感应电流 (4) 电流方向：产生感应电动势的那部分导体在电路中相当于电源，电源内部，电流从负极流向正极。 4. 动生电动势：由于导体的相对运动而引起磁通量的变化，从而产生的感应电动势叫动生电动势。 如图，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的有效长度为L，ab以速度v匀速切割磁感线，E＝＝BLv ①导体和运动方向所在平面和磁感线平行时，不切割磁感线（没有被切断），E=0 ②当导体平动垂直切割磁感线时，即B、L、v两两垂直时，E＝BLv ③公式中L指有效切割长度：即导体在与v垂直的方向上的投影长度（等效为两两垂直）。 图甲中的有效切割长度为：L＝cd×sin θ； 图乙中的有效切割长度为：L＝MN； 图丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，L＝R；沿v2的方向运动时，L＝R ④如下图所示，如果长为L的直导线和速度所在平面与磁感线方向有一个夹角θ(θ≠90°)。 把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1＝vsin θ和平行于磁感线的分量v2＝vcos θ. 后者不切割磁感线，前者切割磁感线，产生的感应电动势为E＝BLv1＝BLvsin θ。 注意：θ是速度与磁感线方向的夹角。 5. 感生电动势 (1) 感生电动势：由于磁感应强度变化而引起磁通量的变化，从而产生的感应电动势叫感生电动势。 (2) 线圈面积不变的情况下，B-t图像变化率×S即为磁通量的变化率。 (3) 动生电动势与感生电动势的区别 导体运动产生动生电动势时，运动部分的导体相当于电源， 而由于磁场变化产生感生电动势时，磁场穿过的线圈部分相当于电源。 6. 导体转动切割磁感线： 7．电磁感应现象中的电路分析 ①根据右手定则判断电流方向和电源正负极。 产生感应电动势的那部分导体相当于电源，在电源内部电流由负极流向正极。 ②画等效电路图，注意区别内、外电路，区别端电压和电动势。 只有开路时，路端电压才等于电动势。 ③根据闭合电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等联立求解。 ， 内部电压无法直接测得，ab是外电压，而不是ab棒产生的电动势。 8. 电磁感应中的电荷量问题 电荷量计算公式： （n=1时） ①分母是内外总电阻。 ②电流强度是变化的情况下，不能用q=It，但可以使用此公式计算。 9. 电磁感应现象中的能量分析 外力做功机械能克服安培力做功电能电流做功内能（焦耳热） 因此“克服安培力做功大小上等于产生的电能”，而在纯电阻电路中，电能又全部转换为内能。 所以在纯电阻电路中，克服安培力做功等于产生的内能，即焦耳热，公式如下： （类比：克服摩擦力做功，产生内能） 五、电磁感应的综合应用 1. 两种状态处理： ① 导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态。 处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析。 ② 导体处于非平衡态——加速度不为零。 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。 2. 电磁感应过程中各物理量之间相互关系： 通常，导体切割磁感线运动v产生感应电动势E，E产生电流I，电流在磁场中受到安培力FA，安培力和外力形成合力，在合力作用下，可计算物体加速度a，再由加速度可以计算物体的运动状态。 一般按照E=BLv→I= →U外=IR→F安=BIL→P安=F安v的思路找关系式。 3. 导电棒电切割磁场的两个基本模型： 设以下问题中电路总电阻为R，切割杆质量为m，切割长度为L，匀强磁场为B，所有摩擦均不计。 ① 单杆有初速度： ε＝BLv，FA＝ILB＝＝ma 加速度减小的减速运动。 ② 单杆静止受恒力F： t=0时，FA＝ma，杆做加速运动；杆速度为v时，ε＝BLv，FA＝ILB＝；F－FA＝ma； 当a＝0，vm＝ 杆将做加速度减小的加速运动直到以最大速度作匀速直线运动。 4. 方法总结： ① 求电量：电流恒定Q=It；电流变化Q=；B变化或S不能确定用动量定理。 ② 求焦耳热Q的三种方法： (1)电流恒定：利用焦耳定律求解: Q=I2Rt (2)安培力恒定或均匀变化：利用功能关系求解: Q=W克服安培力 (3)安培力和电流变化：利用能量转化求解: Q=ΔE其他能的减少量 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$