高中物理电磁感应公式总结
1、[感应电动势的大小计算公式]
1、E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2、E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)}
3、Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4、E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2、磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3、感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
4、自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),
ΔI:变化电流,Δt:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点
(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;
(3)单位换算:1H=103mH=106μH。
(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯。
高中物理《电磁感应》核心知识点归纳
一、电磁感应现象
1、产生感应电流的条件
感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
2、感应电动势产生的条件。
感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合。无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
3、关于磁通量变化
在匀强磁场中,磁通量,磁通量的变化有多种形式,主要有:
①S、α不变,B改变,这时
②B、α不变,S改变,这时
③B、S不变,α改变,这时
二、楞次定律
1、内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。
(1)从“阻碍磁通量变化”的角度来看,无论什么原因,只要使穿过电路的磁通量发生了变化,就一定有感应电动势产生。
(2)从“阻碍相对运动”的角度来看,楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的,所以只能是机械能转化为电能,因此机械能减少。磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。
(3)从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。自感现象中产生的自感电动势总是阻碍自身电流的变化。
2、实质:能量的转化与守恒
3、应用:对阻碍的理解:
(1)顺口溜“你增我反,你减我同”
(2)顺口溜“你退我进,你进我退”
即阻碍相对运动的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。“你减我同”的意思是如果磁通量减小,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。
(3)用以判断感应电流的方向,其步骤如下:
①确定穿过闭合电路的原磁场方向;
②确定穿过闭合电路的磁通量是如何变化的(增大还是减小);
③根据楞次定律,确定闭合回路中感应电流的磁场方向;
④应用安培定则,确定感应电流的方向.
三、法拉第电磁感应定律
1、定律内容:感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小,与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。
(1)决定感应电动势大小因素:穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢
(2)注意区分磁通量中,磁通量的变化量,磁通量的变化率的不同
2、导体切割磁感线:ε=BLv.
应用该式应注意:
(1)只适于导体切割磁感线的情况,求即时感应电动势(若v是平均速度则ε为平均值);
(2)B,L,v三者相互垂直;
(3)对公式ε=BLvsinθ中的θ应理解如下:
①当B⊥L,v⊥L时,θ为B和v间夹角,如图(a);
②当v⊥L,B⊥v时,θ为L和B间夹角;
③当B⊥L,v⊥B时,θ为v和L间夹角。
上述①,②,③三条均反映L的有效切割长度。
高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳
3、回路闭合
式中ΔΦ为回路中磁通量变化,Δt为发生这段变化所需的时间,n为匝数.
四、自感现象
1、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。
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。自感电动势总量阻碍线圈(导体)中原电流的变化。
2、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。
3、自感电动势的大小跟电流变化率成正比
高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳
。
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)。
五、主要的计算式
1、感应电动势大小的计算式:
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注:若闭合电路是一个匝的线圈,线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动势的n倍。E是时间内的平均感应电动势
2、几种题型
①线圈面积S不变,磁感应强度均匀变化:
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②磁感强度不变,线圈面积均匀变化:
③B、S均不变,线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时,计算式为:
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3、导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算式
(1)公式:
高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳
(2)题型:
①若导体变速切割磁感线,公式中的电动势是该时刻的瞬时感应电动势。
②若导体不是垂直切割磁感线运动,v与B有一夹角,如图b:
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③若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时,导体上各点的线速度不同,不能用计算,而应根据法拉第电磁感应定律变成“感应电动势大小等于直线导体在单位时间内切割磁感线的条数”来计算,如下图c:
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从图示位置开始计时,经过时间,导体位置由oa转到oa1,转过的角度
,则导体扫过的面积,切割的磁感线条数(即磁通量的变化量)
单位时间内切割的磁感线条数为:
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,单位时间内切割的磁感线条数(即为磁通量的变化率)等于感应电动势的大小:
即:
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计算时各量单位:
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④转动产生的感应电动势
A.转动轴与磁感线平行。如图d,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外,长L的金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时,必须注意其中的速度v应该指导线上各点的平均速度,在本题中应该是金属棒中点的速度,因此有。
高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳
B.线圈的转动轴与磁感线垂直。如图,矩形线圈的长、宽分别为L1、L2,所围面积为S,向右的匀强磁场的磁感应强度为B,线圈绕图e示的轴以角速度ω匀速转动。线圈的ab、cd两边切割磁感线,产生的感应电动势相加可得E=BSω。如果线圈由n匝导线绕制而成,则E=nBSω。从图16-8示位置开始计时,则感应电动势的瞬时值为e=nBSωcosωt。该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关(但是轴必须与B垂直)。
实际上,这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式。
高中物理选修3-4知识点总结:电磁波,电磁波的传播
一、麦克斯韦电磁场理论
1、电磁场理论的核心之一:变化的磁场产生电场
在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)
理解:(1)均匀变化的磁场产生稳定电场
(2)非均匀变化的磁场产生变化电场
2、电磁场理论的核心之二:变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场
理解:(1)均匀变化的电场产生稳定磁场
(2)非均匀变化的电场产生变化磁场
〖规律总结〗
1、麦克斯韦电磁场理论的理解:
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
2、电场和磁场的变化关系
二、电磁波
1、电磁场:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场
这个过程可以用下图表达。
2、电磁波:
电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.
3、电磁波的特点:
(1)电磁波是横波,电场强度E和磁感应强度B按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直
(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同.v=λf
(3)电磁波具有波的特性
三、赫兹的电火花
赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.,他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
高考物理知识点积累:电磁感应
1.★电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
(1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0。(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
2.磁通量
(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式:Φ=BS。如果面积S与B不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′,即Φ=BS′,国际单位:Wb
求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正。反之,磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。
3.★楞次定律
(1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。
(2)对楞次定律的理解
①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。
②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。
(3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种:
①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感)。
★★★★4.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。表达式E=nΔΦ/Δt
当导体做切割磁感线运动时,其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时,感应电动势E=BLv。(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度,算出的就是平均电动势。(2)公式的变形
①当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时,感应电动势:E=nSΔB/Δt。
②如果磁感强度不变,而线圈面积均匀变化时,感应电动势E=Nbδs/Δt。
5.自感现象
(1)自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化。
文章来源:http://m.jab88.com/j/68834.html
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