高中物理电磁感应知识点归纳Word文档下载推荐.docx
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伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直（或倾斜）从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
（2）作用：
判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系。
（3）适用范围：
导体切割磁感线。
（4）研究对象：
回路中的一部分导体。
（5）右手定则与楞次定律的区别.
右手定则只适用于导体切割磁感线的情况，不适合导体不运动，磁场或者面积变化的情况；
若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流方向；
若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判定也可以，但较为麻烦。
3、“三定则”
比较项目
右手定则
左手定则
安培定则
基本现象
部分导体切割磁感线
磁场对运动电荷、电流的作用力
运动电荷、电流产生磁场
判断磁场B、速度v、感
判断磁场B、电流I、磁场力F
电流与其产生的磁场间的
作用
应电流I方向关系
方向
方向关系
v（因）
·
×
（因）○×
B
（果）
图例
·
×
（果）○×
F（果）
（因）
因果关系
因动而电
因电而动
电流→磁场
应用实例
发电机
电动机
电磁铁
推论：
两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力；
两平行的反向电流间有相互排斥的磁场力。
安培定则判断磁场方向，然后左手定则判断导线受力。
四、法拉第电磁感应定律.
1、法拉第电磁感应定律.
（1）内容：
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源，在电源的内部电流的方向是从低电势流向高电势。
（即：
由负到正）
（2）公式：
E（单匝线圈）或En（n匝线圈）.
tt
对表达式的理解：
1En本式是确定感应电动势的普遍规律，适用于所有电路，此时电路不一定闭合。
t
2在En中（ΔΦ取绝对值，此公式只计算感应电动势E的大小，E的方向根据楞次定律或右t
手定则判断），E的大小是由匝数及磁通量的变化率（即磁通量变化的快慢）决定的，与Φ或ΔΦ
之间无大小上的必然联系（类比学习：
关系类似于a、v和Δv的关系）。
3当Δt较长时，En求出的是平均感应电动势；
当Δt趋于零时，En求出的是瞬时感tt应电动势。
2、E=BLv的推导过程.如图所示闭合线圈一部分导体求产生的感应电动势回路在时间t内增大的面积为：
穿过回路的磁通量的变化为：
产生的感应电动势为：
BLvt
BLv
3、E=BLv的四个特性
1）相互垂直性.
公式E=BLv是在一定得条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需要B、L、v三者相互垂直，
实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。
若B、L、v三个物理量中有其中的两个物理量方向相互平行，感应电动势为零。
2）L的有效性.
公式E=BLv是磁感应强度B的方向与直导线L及运动方向v两两垂直的情形下，导体棒中产生的感应电动势。
L是直导线的有效长度，即导线两端点在v、B所决定平面的垂线方向上的长度。
实
际上这个性质是“相互垂直线”的一个延伸，在此是分解L，事实上，我们也可以分解v或者B，
让B、L、v三者相互垂直，只有这样才能直接应用公式E=BLv。
有效长度——直导线（或弯曲导线）在垂直速度方向上的投影长度
3）瞬时对应性.
对于E=BLv，若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势；
若v是平均速度，则E为平均感应电动势。
4）v的相对性.
公式E=BLv中的v指导体相对磁场的速度，并不是对地的速度。
只有在磁场静止，导体棒运动的情况下，导体相对磁场的速度才跟导体相对地的速度相等。
4、公式En和E=BLvsinθ的区别和联系t
（1）两公式比较.
En
E=BLvsinθ
研究对象
整个闭合电路
回路中做切割磁感线运动的那部分导体
区
适用范围
各种电磁感应现象
只适用于导体切割磁感线运动的情况
别
计算结果
一般情况下，求得的是Δt内的平均感应电动势
一般情况下，求得的是某一时刻的瞬时感
应电动势
适用情形
常用于磁感应强度B变化所产生的电磁感
常用于导体切割磁感线所产生的电磁感应
应现象（磁场变化型）
现象（切割型）
联系
E=Blvsinθ是由Ent在一定条件下推导出来的，该公式可看作法拉第电磁感应定
律的一个推论或者特殊应用。
2）两个公式的选用.
1求解导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题时，两个公式都可以用。
2求解某一过程（或某一段时间）内的感应电动势、平均电流、通过导体横截面的电荷量（
q=IΔt）
等问题，应选用En.t
3求解某一位置（或某一时刻）的感应电动势，计算瞬时电流、电功率及某段时间内的电功、电热等问题，应选用E=BLvsinθ。
五、电磁感应规律的应用
1、法拉第电机.
（1）电机模型.
2）原理：
应用导体棒在磁场中切割磁感线而产生感应电动势。
.
1铜盘可以看作由无数根长度等于铜盘半径的导体棒组成，导体棒在转动过程中要切割磁感线。
12
2大小：
EBL2（其中L为棒的长度，ω为角速度）
2
3方向：
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，跟内电路的电流方向一
致。
产．生．感．应．电．动．势．的．那．部．分．电．路．就．是．电．源．，用右手定则或楞次定律所判断出的感应电动势的方向，就是电源内部的电流方向。
2、电磁感应中的电路问题.
（1）解决与电路相联系的电磁感应问题的基本步骤和方法：
1明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路。
2用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，用楞次定律确定感应电动势的方向。
3画出等效电路图。
分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的关键。
4运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解。
1.在电磁感应中对电源的理解
（1）电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定,电源中电流从负极流向正极。
（2）电源电动势的大小可由E=BLv或En求得。
2.对电磁感应电路的理解
（1）在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能转化为电能。
（2）电源两端的电压为路端电压,而不是感应电动势。
（考虑电源内阻）
3、电磁感应中的能量转换.
电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程。
电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用，因此要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功。
此过程中，其他形式的能转化为电能。
“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能。
当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能。
同理，安培力做功的过程是电能?
转化为其他形式的能的过程。
安培力做多少功，就有多少电能?
转化为其他形式的能。
4、电磁感应中的电容问题.
在电路中含有电容器的情况下，导体切割磁感线产生感应电动势，使电容器充电或放电。
因此，搞清电容器两极板间的电压及极板上电荷量的多少、正负和如何变化是解题的关键。
六、自感现象及其应用
1、自感现象.
（1）自感现象与自感电动势的定义：
当导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。
这种现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。
（2）自感现象的原理：
当导体线圈中的电流发生变化时，电流产生的磁场也随之发生变化。
由法拉第电磁感应定律可知，线圈自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势。
（3）自感电动势的作用.
自感电动势阻碍自身电流的变化，“阻碍”不是“阻止”。
“阻碍”电流变化实质是使电流不发生“突变”，使其变化过程有所延慢。
但它不能使过程停止，更不能使过程反向.
（5）自感现象的三个要点：
1要点一：
自感线圈产生感应电动势的原因。
是通过线圈本身的电流变化引起穿过自身的磁通量变化。
2要点二：
自感电流的方向。
自感电流总是阻碍线圈中原电流的变化，当自感电流是由原电流的增强引起时（如通电瞬间）自感电流的方向与原电流方向相反；
当自感电流时由原电流的减少引起时（如断电瞬间），自感电流的方向与原电流方向相同。
3要点三：
对自感系数的理解。
自感系数L的单位是亨特（H），常用的较小单位还有毫亨（mH）和微亨（μH）。
自感系数L的大小是由线圈本身的特性决定的：
线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越大。
此外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多。
6）通电自感和断电自感的比较
1.（多选）在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计．下列说法中正确的是（）．
A．合上开关S时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
C．断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭
D．断开开关S时，流过A2的电流方向向右
2.（单选）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和
电池组E，用导线将它们连接成如图9－2－8所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；
再断开开关S，小灯泡仅有不显着的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老
师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未
闪亮的原因是（）．
A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大
3.如图所示的电路，D1和D2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数很大的线圈，其电阻与R相同。
由于存在自感现象，在电键S接通和断开时，小电珠D1和D2先后亮暗的次序是（）
A、接通时D1先达最亮，断开时D1先暗
B、接通时D2先达最亮，断开时D2先暗
C、接通时D1先达最亮，断开时D1后暗
D、接通时D2先达最亮，断开时D2后暗
专题一：
楞次定律应用
1“阻碍”的形式.
1．阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”。
2．阻碍相对运动，即“来拒去留”。
3.使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”。
4.阻碍原电流的变化（自感现象），即“增反减同”。
2．两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力；
对环的运动,即阻碍“靠近”那,么两环都向左运动;
又由于两环中的感应电流方向相同,两平行的同向电流间
有相互吸引的磁场力,因而两环间的距离要减小
A.若保持开关闭合,则铝环不断升高
D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变
答案：
CD
解析：
若保持开关闭合,磁通量不变,感应电流消失,所以已跳起到某一高度后的铝环将回落;
正、负极对调同样磁通量增加,由楞次定律的拓展意义可知,铝环同样向上跳起.
专题二：
电磁感应图像问题电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法是：
根据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的函数关系，得出图像。
【知识要点】
电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I等随时间变化的图线，即B-t图线、Φ-t图线、E-t图线和I-t图线。
【方法技巧】电磁感应中的图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定则判断出感应电动势（感应电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中范围。
分析回路中的感应电动势或感应电流的大小，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图像还需要画出等效电路图来辅助分析。
不管是哪种类型的图像，都要注意图像与解析式（物理规律）和物理过程的对应关系，都要用图线的斜率、截距的物理意义去分析问题。
EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；
例2】如图所示，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中
OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；
磁场方向垂直于纸面向里。
一边长为l的正方形导线框沿
OO′方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置。
规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应
电流i与时间t的关系图线可能正确的是（）
例3】abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，
D
磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。
若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列选项中正确的
是（）
答案】：
【例4】矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示，磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示。
t=0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0~4s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象（规定向左为安培力的正方向）可能是（）
后2s：
同理可分析。
只有D选项是符合题意。
I恒定，又因为B均匀减小F安
BIL也均匀减小
B
E
BS
前2s：
E
S
I
R
tr
减小至零之后继续减小即反方向均匀增加）
专题三：
电磁感应中的力学问题
电磁感应中通过导体的感应电流，在磁场中将受到安培力的作用，从而影响其运动状态，故电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，这类问题需要综合运用电磁感应规律和力学的相关规律解决。
一、处理电磁感应中的力学问题的思路——先电后力。
1、先作“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；
2、再进行“路”的分析——画出必要的电路图（等效电路图），分析电路结构，弄清串并联关系，求出相关部分的电流大小，以便安培力的求解。
3、然后是“力”的分析——画出必要的受力分析图，分析力学所研究对象（常见的是金属杆、导体线圈等）的受力情况，尤其注意其所受的安培力。
4、接着进行“运动”状态分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型。
5、最后运用物理规律列方程并求解——注意加速度a=0时，速度v达到最大值的特点。
导线受力做切
割磁力线运动，从而产生感应电动势，继而产生感应电流，这样就出现与外力方向相反的安培力作用，于是导线做加速度越来越小的变加速直线运动，运动过程中速度v变，电动势BLv也变，安培力BIL亦变，当安培力与外力大小相等时，加速度为零，此时物体就达到最大速度。
二、分析和运算过程中常用的几个公式：
1、关键是明确两大类对象（电学对象，力学对象）及其互相制约的关系.
E=nBS）E=Blυ、E=1Bl2ωt2
1用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向
2求回路中电流强度.
3分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）
4列动力学方程或平衡方程求解.
ab沿导轨下滑过程中受四个力作用，即重力mg，支持力FN、摩擦力Ff和安培力F安，如图所示，ab由静止开始下滑后，将是vEIF安a（为增大符号），所以这是
个变加速过程，当加速度减到a=0时，其速度即增到最大v=vm，此时必将处于平衡状态，以后将mgsincosR
以vm匀速下滑vm22
mB2L2
【例1】磁悬浮列车是利用超导体的抗磁化作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具。
如图所示为磁悬浮列车的原理图，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离的匀强磁场B1和B2，导轨上有一个与磁场间距等宽的金属框abcd。
当匀强磁场B1和B2同
时以某一速度沿直轨道向右运动时，金属框也会沿直轨道运动。
设直轨道间距为L，匀强磁场的磁感应强度为B1=B2=B，磁场运动的速度为v，金属框的电阻为R。
运动中所受阻力恒为f，则金属框的最大速度可表示为（）
例2】用电阻为18Ω的均匀导线弯成图中直径D=的封闭金属圆环，环上AB弧所对圆心角为60°
。
将圆
环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B=的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。
一根每米电阻为Ω
的直导线PQ，沿圆环平面向左以s的速度匀速滑行（速度方向与PQ垂直），滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处电阻），当它通过环上AB位置时，求：
（1）直导线AB段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向．
（2）此时圆环上发热损耗的电功率．
【例3】如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定的同一水平面上，两导轨间距L=，
两导轨的左端之间所接受的电阻R=Ω，导轨上停放一质量m=的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电
阻r=Ω，导轨的电阻可忽略不计。
整个装置处于磁感应强度B=的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。
现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良
好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。
求金属杆开始运动经t=时，
1）通过金属杆的感应电流的大小和方向；
2）金属杆的速度大小；
3）外力F的瞬时功率。
【例4】如图所示，两根完全相同的“V”字形导轨甲
OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上，两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为L，电阻不计。
两条导轨足够长，所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α。
两个金属棒ab和a′b′的质量都是m，电阻都是R，与导轨垂直放置且接触良好。
空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.
（1）如果两条导轨皆光滑，让a′b′固定不动，将ab释放，则ab达到的最大速度是多少
（2）如果将ab与a′b′同时释放，它们能达到的最大速度分别是多少
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