高中物理电磁感应核心知识点精讲

篇1:高中物理电磁感应核心知识点精讲
高中物理电磁感应核心知识点精讲总结(一)
电磁感应现象
因磁通量变化而产生感应电动势的现象我们诚挚为电磁感应现象。具体来说,闭合电路的一部分导体,做切割磁感线的运动时,就会产生电流,我们把这种现象叫电磁感应,导体中所产生的电流称为感应电流。
法拉第电磁感应定律概念
基于电磁感应现象,大家开始探究感应电动势大小到底怎么计算?法拉第对此进行了总结并得到了结论。感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。公式:E= -n(dΦ)/(dt)。对动生的情况,还可用E=BLV来求。
电动势的方向可以通过楞次定律来判定。高中物理wuli.in楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势,同学们也可用右手定则判断感应电流的方向,也就找出了感应电动势的方向。需要注意的是,楞次定律的应用更广,其核心在”阻碍”二字上。
感应电动势的大小计算公式
(1)E=n*ΔΦ/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=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。{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=B(L^2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)其中ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。
电磁感应与静电感应的关系
电磁感应现象不应与静电感应混淆。电磁感应将电动势与通过电路的磁通量联系起来,而静电感应则是使用另一带电荷的物体使物体产生电荷的方法。
●电流的磁效应:
把一根导线平行地放在磁场上方,给导线通电时,磁针发生了偏转,就好像磁针受到磁铁的作用一样。这说明不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。
●电流磁效应现象:
磁铁对通电导线的作用,磁铁会对通电导线产生力的作用,使导体棒偏转。电流和电流间的相互作用,有相互平行而且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时,观察到发生的现象是:同向电流相吸,异向电流相斥。
●电磁感应发现的意义:
①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件,开辟了人类的电器化时代。
③电磁感应现象的发现,推动了经济和社会的发展,也体现了自然规律的和谐的对称美。
●对电磁感应的理解:
电和磁之间有着必然的联系,电能生磁,磁也一定能够生电,但磁生电是有条件的,只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流,磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。
引起电流的原因概括为五类:
①变化的电流。
②变化的磁场。
③运动的恒定电流。
④运动的磁场。
⑤在磁场中运动的导体。
●磁通量:
闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量,即Φ,θ为磁感线与线圈平面的夹角。
对磁通量Φ的说明:
虽然闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量,但是当磁场与闭合电路的面积不垂直时,磁感应强度也有垂直闭合电路的分量磁感应强度垂直闭合电路面积的分量。
●产生感应电流的条件:
一是电路闭合。
二是磁通量变化。
●楞次定律:
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。
●楞次定律的理解:
①感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反,只是在原磁场的磁通量增大时两者才相反;在磁通量减小时,两者是同样。
②“阻碍”并不是“阻止”如原磁通量要增加,感应电流的磁场只能“阻碍”其增加,而不能阻止其增加,即原磁通量还是要增加。
③定律本身并没有直接给定感应电流的方向,只是给定感应电流的磁场与原磁场间存在“阻碍”关系,要注意区分这两个磁场及其间的相互关系。
●应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:
①明确所研究的闭合回路。
②判断原磁场方向。
③判断闭合回路内原磁场的磁通量变化。
④依据楞次定律判断感应电流的磁场方向。
利用安培定则(右手螺旋定则)根据感应电流的磁场方向,判断出感应电流方向。
●右手定则:
内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在一个平面内让磁感线从手心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
●楞次定律与右手定则的关系:
导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判断感应电流方向的右手定则也是楞次定律的特例能用右手定则判断的,一定也能用楞次定律判断,只是不少情况下不如右手定则来得方便简单。反过来,用楞次定律能判断的,并不是用右手定则都能判断出来。
注意适用范围:
①楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况,右手定则只适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况,导体不动时不能用。
②注意研究对象:楞次定律研究的是整个闭合电路,右手定则研究的是闭合电路的一部分即一段导体做切割磁感线运动。
●感应电动势:
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
●法拉第电磁感应定律:
内容: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感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与磁通量和磁通量的变化量没有关系。
公式:
●反电动势:
定义:电动机转动时,线圈中也会产生感应电动势,这个电动势总要削弱电源电动势的作用,我们把这个电动势称为反电动势。
●电磁感应规律的应用:
感生电动势的产生由感应电场使导体产生的电动势叫感生电动势,感生电动势在电路中的作用就是充当电源,其电路就是内电路,当它与外电路连接后就会对外电路供电变化的磁场在闭合导体所在空间产生电场,导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流,或者说导体中产生了感应电动势,由此可见,感生电场就相当于电源内部的所谓的非静电力,对电荷产生力的作用。
●感生电场的应用:
电子感应加速器是应用感生电场对电子的作用来加速电子的一种装置,主要用于核反应研究。
●互感和自感:
互感现象:两个线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫做互感现象。
●对互感的三点理解:
①、互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。
②、互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路,变压器就是利用互感现象制成的。
③、在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要求设法减小电路间的互感。
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,叫做自感现象。
互感现象是一种常见的电磁感应现象,不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间,由于是一种电磁感应现象,所以可以用安培定则、楞次定律去分析。
自感电流的方向可用楞次定律判断,当导体中电流增加时,自感电流的方向与原来的方向相反;当电流减小时,自感电流的方向与原来电流的方向相同,在分析自感现象时,除了要定性分析通电和断电自感现象外,还应半定量地分析电路中的电流变化,分析时主要抓住通过自感线圈的电流不能突变这一特点,其次是要注意电路结构在稳定和不稳定时的变化。
●涡流:
把块状的金属放在变化的磁场中,或者让它在磁场中运动时金属块内将产生感应电流,这种电流在金属块内组成闭合回路,很像水的漩涡,因此叫做涡流。整块金属电阻很小,所以涡流常常很大。
●涡流的热效应:
线圈接入反复变化的电流,某段时间内,若电流变大,则其磁场变强,根据麦克斯韦理论,变化的磁场激发出感生电场,导体可以看成是由许多闭合线圈组成的,在感生电场作用下,这些线圈中产生了感生电动势,从而产生涡旋状的感应电流,由于导体存在电阻,当电流在导体中流动时,就会产生电热,这就是涡流的热效应。
●电磁阻尼和电磁驱动:
电磁阻尼:导体与磁场相对运动时,感应电流受到的安培力总是阻碍它们的相对运动,利用安培力阻碍导体与磁场间的相对运动就是电磁阻尼,磁电式仪表的指针能够很快停下,就是利用了电磁阻尼。
电磁驱动:导体与磁场相对运动时,感应电流受到的安培力总是阻碍它们的相对运动,应该知道安培力阻碍磁场与导体的相对运动的方式是多种多样的,当磁场以某种方式运动时导体中的安培力为阻碍导体与磁场间的相对运动使导体跟着磁场动起来(跟着转动),这就是电磁驱动。
●电磁驱动与磁悬浮列车:
磁悬浮列车是利用超导体产生抗磁作用使列车向上浮起而离开轨道,利用周期性地变换磁极方向产生运动的磁场,从而使车获得推动力,磁悬浮列车是目前世界上技术最先进、已经投入使用阶段的新型列车,具有的优点有:
①速度高。
②安全、平衡、舒适。
③列车与轨道间冲击小,寿命长,节能。
④基本上无噪音和空气污染。
篇2:高中物理电磁感应核心知识点精讲
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=n/t(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,/t: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=nBS(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值}
电磁感应物理知识点4)E=BL2/2(导体一端固定以旋转切割) {:角速度(rad/s),V:速度(m/s)} 2.磁通量=BS {: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=n/t=LI/t{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),I:变化电流,?t:所用时间,I/t:自感电流变化率(变化的快慢)}
篇3:高中物理电磁感应核心知识点精讲
十三、电磁感应
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,??t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
篇4:高中物理电磁感应核心知识点精讲
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:=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=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=n/t
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=BLvsin。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=n/t计算的是在t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=BLvsin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=nSB/t。
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=Nbs/t。
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。
6.日光灯工作原理
(1)起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用,起动的关键就在于断开的瞬间。
(2)镇流器的作用:日光灯点燃时,利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时,利用自感现象,对灯管起到降压限流作用。
7.电磁感应中的电路问题
在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流。因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。(2)画等效电路。
(3)运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解。
8.电磁感应现象中的力学问题
(1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是: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。
(2)电磁感应力学问题中,要抓好受力情况,运动情况的动态分析,导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导体受安培力合外力变化加速度变化速度变化周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定运动状态,抓住a=0时,速度v达最大值的特点。
9.电磁感应中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为电能,具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内能,因此,电磁感应过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动),对应的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决这类问题的基本方法是:
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。
(2)画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率表达式。
(3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
10.电磁感应中图像问题
电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围。
另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断。
以上就是物理高三知识点电磁感应,希望能帮助到大家。
篇5:高中物理电磁感应核心知识点精讲
物理学与其他许多自然科学息息相关,如物理、化学、生物和地理等。小编准备了高中二年级物理选修1第三章知识点,希望你喜欢。
电磁感应现象内容
因磁通量变化,而产生感应电动势的现象我们诚挚为电磁感应现象。具体来说,闭合电路的一部分导体,在磁场里做切割磁感线的运动时,就会产生电流,这种现象叫电磁感应,产生的电流称为感应电流。
电磁感应现象和规律,其实就是发电机的最基本理论支撑。
法拉第电磁感应定律内容
有了电磁感应现象,大家开始研究感应电动势到底怎么计算?法拉第对此进行了总结并得到了结论。感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。公式:E= -n(d)/(dt)。对动生的情况也可用E=BLV来求。
电动势的方向由楞次定律提供。楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势也可用右手定则判断感应电流的方向,再来推导出感应电动势的方向。楞次定律的核心在阻碍二字上。
感应电动势的大小计算公式
(1)E=n*/t(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,,t磁通量的变化率}
(2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。原文王尚微信teacherws;{L:有效长度(m)}
(3)Em=nBS(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
(4)E=B(L^2)/2(导体一端固定以旋转切割)其中:角速度(rad/s),V:速度(m/s)
磁通量的定义
磁通量的定义:
公式总的符号:磁通量(Wb),符号B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:线圈相对B的正对面积(m2) wuli.in;
感应电动势方向的判定方法
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。
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。
高中二年级物理选修1第三章知识点就为大家介绍到这里,希望对你有所帮助。