2020年高三物理电磁感应与楞次定律思维导图知识点
2020-03-02 20:37:05   来源：环球教育在线   评论：0 点击：

　　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Φ=B?S?sinα(α是B与S的夹角)，磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有：

　　①S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔB?Ssinα

　　②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS?Bsinα

　　③B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)

　　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”。

　　A、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。

　　B、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。

　　C、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。 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。

　　A、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 B、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。

　　3、 回路闭合

　　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

　　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