第二章 电磁感应及其应用 知识清单 -2026-2027学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

教科版（2019）·选择性必修第二册·高二下·第二章 电磁感应及其应用 每日必背 · 北京高中物理 【考纲要求/本章地位】 本章揭示电与磁之间的相互转化规律，是电磁学的高潮章节。课程标准要求：通过实验理解楞次定律和法拉第电磁感应定律，会判断感应电流方向、计算感应电动势；了解涡流、电磁阻尼、电磁驱动和自感现象及其应用。高考中楞次定律方向判断、法拉第电磁感应定律计算、导体棒切割磁感线是必考重点。 【知识框架】 1. 楞次定律 （1）感应电流磁场阻碍引起感应电流的磁通量变化 （2）右手定则判断导体切割方向 2. 法拉第电磁感应定律 （1）E = nΔΦ/Δt （2）导体切割 E = BLv 3. 涡流 电磁阻尼 电磁驱动 （1）涡流及其利用与防止 （2）电磁阻尼、电磁驱动 4. 自感 （1）自感电动势 E = LΔI/Δt （2）通电自感、断电自感现象 【核心概念与规律】 1. 磁通量 Φ：在匀强磁场中，穿过某一面积的磁感线条数。当平面与磁场垂直时 Φ = BS；当平面与磁场夹角为 θ 时 Φ = BS cosθ。单位韦伯（Wb）。 2. 电磁感应现象：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就产生感应电流。产生感应电流的条件是：电路闭合且穿过电路的磁通量发生变化。若电路不闭合，则只产生感应电动势。 3. 楞次定律：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。可概括为「增反减同」——磁通量增加时感应电流磁场与原磁场反向，磁通量减少时同向；也可理解为「来拒去留」。 4. 右手定则：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，伸开右手，让磁感线从手心进入，大拇指指向导体运动方向，四指所指方向就是感应电流的方向。右手定则是楞次定律在切割情形下的简化。 5. 法拉第电磁感应定律：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，即 E = nΔΦ/Δt（n 为线圈匝数）。这是计算感应电动势的普适公式。 6. 导体切割磁感线：当导体棒垂直切割磁感线（B、L、v 两两垂直）时，感应电动势 E = BLv；若 v 与 B 有夹角，则取垂直分量。该式是法拉第电磁感应定律的特例。 7. 涡流：块状金属放在变化的磁场中，或在磁场中运动时，金属块内部产生的感应电流（自成闭合回路，类似水的漩涡）。利用涡流可制造电磁炉、高频感应炉、金属探测器；为减小涡流发热损耗，变压器和电机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠压而成。 8. 电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的相对运动，这种现象叫电磁阻尼。磁电式仪表指针很快停下就是利用电磁阻尼。 9. 电磁驱动：如果磁场相对导体运动，在导体中产生的感应电流使导体跟着磁场运动的现象。异步感应电动机就是利用电磁驱动原理工作的。 10. 自感：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。自感电动势总要阻碍导体中电流的变化。自感电动势 E = LΔI/Δt，其中 L 叫自感系数（自感），单位亨利（H），由线圈本身因素（匝数、长短、粗细、有无铁芯）决定，与电流大小无关。 11. 通电自感与断电自感：接通电路时，带铁芯的大线圈使与之串联的灯泡逐渐变亮（自感电动势阻碍电流增大）；断开电路时，线圈与灯泡构成回路，自感电动势可使灯泡闪亮一下再熄灭（阻碍电流减小）。 【必背公式】 公式 物理量含义·单位 适用条件 Φ = BS cosθ Φ：磁通量（Wb）；B：磁感应强度（T）；S：面积（m²）；θ：B 与平面法线夹角 匀强磁场中，垂直时 Φ=BS E = nΔΦ/Δt E：感应电动势（V）；n：线圈匝数；ΔΦ：磁通量变化（Wb）；Δt：时间（s） 法拉第电磁感应定律，普适，求平均电动势 E = BLv E：感应电动势（V）；B：磁感应强度（T）；L：切割有效长度（m）；v：速度（m/s） B、L、v 两两垂直的导体切割 E = LΔI/Δt E：自感电动势（V）；L：自感系数（H）；ΔI：电流变化（A）；Δt：时间（s） 自感现象，阻碍电流变化 I = E/R总 I：感应电流（A）；E：感应电动势（V）；R总：回路总电阻（Ω） 闭合回路中由感应电动势求电流 F安 = BIL F安：安培力（N）；B：磁感应强度（T）；I：感应电流（A）；L：导体长度（m） 切割导体所受安培力，常作为阻力 【重要模型与结论】 1. 楞次定律「阻碍变化」模型：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因——磁通量增加则远离、磁通量减少则靠近；来拒去留、增缩减扩。判断方向时分三步：明确原磁场方向→看磁通量增减→由「增反减同」定感应电流磁场方向→右手螺旋定则定电流方向。 2. 左手定则与右手定则区分模型：「左力右电」——判断力（安培力、洛伦兹力）用左手，判断感应电流方向用右手；切勿混用。 3. 导体棒切割（滑轨）模型：水平导轨上导体棒受外力运动，产生感应电动势 E = BLv、感应电流 I = BLv/R，导体棒受安培阻力 F = B²L²v/R，做加速度减小的加速运动，最终趋于匀速（若有恒外力）。 4. 涡流模型：利用涡流生热（电磁炉、感应炉）或产生阻尼（电磁刹车、电表阻尼）；减小涡流的方法是把铁芯做成互相绝缘的薄片。 5. 自感通电/断电模型：通电瞬间自感线圈相当于「开路」（阻碍电流增大），电流稳定后相当于导线；断电瞬间自感线圈相当于临时电源，维持原有电流方向。 【易错点提醒】 1. 楞次定律阻碍的是磁通量的「变化」，不是磁通量本身；磁通量增加时阻碍增加，减少时阻碍减少，不要理解成感应电流磁场与原磁场永远相反。 2. 判断方向时左手定则（判安培力）与右手定则（判感应电流）不要混用，口诀「左力右电」。 3. E = nΔΦ/Δt 求得的是 Δt 时间内的平均感应电动势；E = BLv 在 v 为瞬时速度时才是瞬时电动势。 4. 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 与磁通量 Φ 大小无关：Φ 很大时 ΔΦ/Δt 可能为零（如线圈平面平行磁场转动到特定位置）。 5. 自感系数 L 由线圈本身（匝数、有无铁芯）决定，与线圈中电流大小、电流变化快慢无关。 6. 产生感应电流必须同时满足「回路闭合」和「磁通量变化」两个条件；回路不闭合时只有感应电动势而无感应电流。 7. 安培力在电磁感应电路中是阻力，导体克服安培力做功把机械能转化为电能，注意能量转化方向。 学科网（北京）股份有限公司 $