第二章 电磁感应（图文版知识清单）物理人教版选择性必修第二册

[探究影响感应电流方向的因素]-知识清单 、 实验器材 N 条形磁铁 螺线管 灵敏电流计 导线 干电池 保护电阻 开关 二、实验步骤 1.明确电流计指针偏转方向与电流方向的关系 【结论】电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏 转（左进左偏，右进右偏）。 2.探究条形磁铁插入或拔出螺线管时感应电流的方向 ā.将螺线管与电流表组成闭合电路，明确螺线管绕线方向。 b.控制变量：分别将条形磁铁N极或S极向下插入、抽出 线圈，记录感应电流方向。 C.设计表格，分析磁通量变化时的磁场方向、感应电流 N极向下括入S极向下插入 方向及感应电流的磁场方向。 三、实验记录 1.条形磁铁插入线圈：线圈内磁通量增加。个 2.条形磁铁从线圈抽出：线圈内磁通量减少。↓ 丙 条形磁铁的 感应电流的方向 感应电流的 磁场方向 (俯视) 磁场方向 归纳总结 甲 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场阻 乙 向上 顺时针 向下 碍磁通量的增加 丙 向下 顺时针 向下 感应电流的磁场阻 碍磁通量的减少 向上 逆时针 向上 四、实验结论 磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量增加； -磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量减少。 总结 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律与右手定则-知识清单 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.深刻理解： (1)因果关系：原磁通量变化是因，感应电流磁场是果 (2)“阻碍”的四重含义：A ①阻碍对象：磁通量的变化（△中），而非磁通量本身（中） ②阻碍方式：增反减同（原磁通量增加→感应磁场反向；原磁通量减少→ 感应磁场同向) ③阻碍效果：延缓变化而非阻止（磁通量最终仍会变化） ④能量本质：其他形式能转化为电能（克服安培力做功） 3.应用步骤： ①确定研究回路，判断原磁场方向(B原) ②分析磁通量变化（△中：增加/减少） ③根据“增反减同”确定感应磁场方向(B) ④用安培定则判断感应电流方向 4.推论▣诀★ ①增反减同：感应磁场与原磁场方向关系 ②来拒去留：相对运动时的受力关系（靠近→斥力；远离→引力） ③增缩减扩：闭合回路面积变化趋势（Φ增加→面积收缩；Φ减少→面积扩张） ④增离减靠：线圈与磁体相对位置变化(B增强→远离；B减弱→靠近) 右手定则 磁感线 从掌心进入 拇指指向导线 1.内容： 逗动方向 伸开右手，使拇指与其余四指垂直且共面；让磁感线从 掌心进入，拇指指向导线运动方向，四指所指指方向 即为感应电流方向 四指所指方向即 为感应电流方向 2.适用条件： (1)仅适用于闭合电路中部分导体切割磁感线产生感应电流的情况 (2）“切割方向”指导体相对磁场的运动方向（包括：导体动磁场静、导体静 磁场动、两者同动但速度不同) [法拉第电磁感应定律]-知识清单 感应电动势基础 SPECIAL REMINDER ①定义：电磁感应现象中产生的电动势，产生电动势的部分导体相当于电源 ②产生条件：穿过回路的磁通量发生变化（与电路是否闭合无关） ③方向：内电路中由负极指向正极（与电源内部电流方向一致） 法拉第电磁感应定律 SPECIAL REMINDER ①内容： 闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 E→伏特(V) 公式 △Φ E=n n为线圈匝数 3单位 Φ→韦伯(Wb) △t △Φ/△t→磁通量变化率 t→秒(s) 4 磁通量变化的三种情况 ③B和S均变化： ①B不变，S变化： ②S不变，B变化： △中=B·△S △Φ=△BS △中=中末一中初 ☆（不可简单写成△B·△S) ⑤关键区别（中、△中、 △Φ/△t) 物理量 物理意义 与电磁感应关系 磁通量中 某时刻磁感线条数 无直接关系 磁通量变化量△中 磁通量的改变量 产生感应电动势的条件 磁通量变化率△中/△t 磁通量变化的快慢 决定感应电动势大小 三、导线切割磁感线的电动势 SPECIAL REMINDER ①动生电动势：由于导体运动产生的感应电动势 ②计算公式：①垂直切割：E=Bw(B⊥v,L为有效切割长度) ②斜向切割：E=Blvsin0 (0为v与B的夹角) 3 关键说明：①指切割磁感线的有效长度（垂直磁场方向的投影长度） ②v为导体与磁场的相对速度 四、 感应电动势表达式对比 表达式 研究对象 应用场景 适用条件 E=n4地 △t 整个回路 求平均电动势 所有磁场 E=BIvsin0 一段直导线 求瞬时/平均电动势 匀强磁场 B-BPo 旋转导体棒（绕一端） 求瞬时电动势 匀强磁场 高校科学物理卡 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-知识清单 电磁感应现象中的感生电场 1.感生电场 -定义：磁场变化时在空间激发的电场； ~作用：使闭合导体中自由电荷定向移动，产生感应电动势； -方向：与感应电流方向一致（由楞次定律判断）。 2.感生电动势 -定义：由感生电场产生的电动势； 大小：E=n; E-电动势(W),n-匝数， -方向：内电路中由负极指向正极。 △Φ/△t-磁通量变化率(Wb/S) 3.电子感应加速器 【特别提醒】 原理：变化磁场产生感生电场，加速电子； 感生电场是由于磁 实例：线圈电流增大时，感生电场使电子加速 - 场变化而在空间产生 (顺时针方向电场对电子做功)。 二、涡流 1.定义：变化磁场中块状导体产生的菠涡状感应电流。 2.特点 -整块导体的电磁感应现象，遵循电磁感应定律； 电阻小，涡流强，发热功率大； -磁场变化越快、横截面积越大、电阻率越小，涡流越大。 3.应用与防止 【特别提醒】· 应用：真空治炼炉（热效应）、探雷器（磁效应）； 涡洧利用的是热放应 防止：增大铁芯电阻率、用绝缘硅钢片叠成铁芯（减小涡流） 或磁效应，防止主要 针对热损失。 三、电磁阻尼与电磁驱动 1.电磁阻尼 定义：导体在磁场中运动时，安培力阻碍其运动； 应用：电学仪表指针快速停止。 2.电磁驱动 -定义：磁场相对导体转动时，感应电流使导体受安培力而运动； 应用：交流感应电动机。 - 【特别提醒】 两者核心都是安培力，阻尼是阻碍相对运动 -E 阻尼是阻碍相对运动（能量转化为主） 驱动是使导体跟磁场同向转动。 驱动是使导体银磁场同向转动。 互感和自感知识清单 互感现象 1.定义：两靠近线圈中，一个线圈电流变化在另一线圈产生感应电动势的现象 2.互感电动势：由互感产生的感应电动势 3.应用：变压器、收音机磁性天线 4.说明：需防止电路间互感干扰 二 自感现象 1.定义：线圈自身电流变化时产生感应电动势的现象 2.自感电动势：由自感产生的感应电动势 3.典型实验 (1)通电自感 ①电路：线圈与灯泡串联，另一相同灯泡与滑动变阻器 串联后并联 ②现象：开关闭合时，线圈支路灯泡缓慢变亮 ③原理：电流增大→自感电动势阻碍电流增加 (2）断电自感 ①电路：线圈与灯泡并联（线圈电阻远小于灯泡电阻） ②现象：开关断开时，灯泡闪亮后逐渐熄灭 ③原理：电流减小→自感电动势阻碍电流减小，线圈 充当临时电源 4. 自感电动势特性 ①大小： E=L △t (L为自感系数) ②方向：增反减洞（电流增大→与原电流反向；电流减小→与原电流同向） ③作用：阻碍电流变化（不能阻止） 三、 自感系数 1.物理意义：描述线圈产生自感电动势本领的物理量 2. 影响因素：线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯（长度越长 匝数越多/截面积越大/有铁芯→L越大) 3.单位：亨利(H),常用单位：毫亨(mH)、微亨 (uH) 四、磁场的能量 1.能量转化：电流建立→电源能量→磁场能量；电流减小→磁场能量→电能 2.物理本质：线圈体现电的“惯性”（阻碍电流变化）