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電磁感應現象

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1、産生感應電流的條件

感應電流産生的條件是：穿過閉合電路的磁通量發生變化。

以上表述是充分必要條件。不論什麼情況，隻要滿足電路閉合和磁通量發生變化這兩個條件，就必然産生感應電流；反之，隻要産生了感應電流，那麼電路一定是閉合的，穿過該電路的磁通量也一定發生了變化。

2、感應電動勢産生的條件。

感應電動勢産生的條件是：穿過電路的磁通量發生變化。

這裡不要求閉合。無論電路閉合與否，隻要磁通量變化了，就一定有感應電動勢産生。這好比一個電源：不論外電路是否閉合，電動勢總是存在的。但隻有當外電路閉合時，電路中才會有電流。

3、關于磁通量變化

在勻強磁場中，磁通量

，磁通量的變化

有多種形式，主要有：

① S、α不變，B改變，這時

② B、α不變，S改變，這時

③ B、S不變，α改變，這時

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楞次定律

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感應電流具有這樣的方向，就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。

在應用楞次定律時一定要注意：“阻礙”不等于“反向”；“阻礙”不是“阻止”。

（1） 從“阻礙磁通量變化”的角度來看，無論什麼原因，隻要使穿過電路的磁通量發生了變化，就一定有感應電動勢産生。

（2）從“阻礙相對運動”的角度來看，楞次定律的這個結論可以用能量守恒來解釋：既然有感應電流産生，就有其它能轉化為電能。又由于感應電流是由相對運動引起的，所以隻能是機械能轉化為電能，因此機械能減少。磁場力對物體做負功，是阻力，表現出的現象就是“阻礙”相對運動。

（3） 從“阻礙自身電流變化”的角度來看，就是自感現象。自感現象中産生的自感電動勢總是阻礙自身電流的變化。

實質：能量的轉化與守恒

應用：對阻礙的理解：

（1）順口溜“你增我反，你減我同”

（2）順口溜“你退我進，你進我退”

即阻礙相對運動的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加，則感應電流的磁場方向與原來的磁場方向相反。“你減我同”的意思是如果磁通量減小，則感應電流的磁場方向與原來的磁場方向相同。

（3）用以判斷感應電流的方向，其步驟如下：

①确定穿過閉合電路的原磁場方向；

②确定穿過閉合電路的磁通量是如何變化的（增大還是減小）；

③根據楞次定律，确定閉合回路中感應電流的磁場方向；

④應用安培定則，确定感應電流的方向．

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法拉第電磁感應定律

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1、 定律内容：

感應電動勢大小決定于磁通量的變化率的大小，與穿過這一電路磁通量的變化率成正比。

（1）決定感應電動勢大小因素：穿過這個閉合電路中的磁通量的變化快慢

（2）注意區分磁通量中，磁通量的變化量，磁通量的變化率的不同

2、 導體切割磁感線：ε=BLv．

應用該式應注意：

（1）隻适于導體切割磁感線的情況，求即時感應電動勢（若v是平均速度則ε為平均值）；

（2）B，L，v三者相互垂直；

（3）對公式ε=BLvsinθ中的θ應理解如下：

① 當 B⊥L，v⊥L 時，θ為B和v間夾角，如圖（a）；

② 當 v⊥L，B⊥v 時，θ為L和B間夾角；

③ 當 B⊥L，v⊥B 時，θ為v和L間夾角。

上述①，②，③ 三條均反映L的有效切割長度。

3、 回路閉合

式中ΔΦ為回路中磁通量變化，Δt為發生這段變化所需的時間，n為匝數。

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自感現象

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1、自感現象是指由于導體本身的電流發生變、 化而産生的電磁感應現象。

由于線圈（導體）本身電流的變化而産生的電磁感應現象叫自感現象。在自感現象中産生感應電動勢叫自感電動勢。自感電動勢總量阻礙線圈（導體）中原電流的變化。

2、自感系數簡稱自感或電感, 它是反映線圈特性的物理量。線圈越長, 單位長度上的匝數越多, 截面積越大, 它的自感系數就越大。

另外, 有鐵心的線圈的自感系數比沒有鐵心時要大得多。

自感現象分通電自感和斷電自感兩種。

3、自感電動勢的大小跟電流變化率成正比

。

L是線圈的自感系數，是線圈自身性質，線圈越長，單位長度上的匝數越多，截面積越大，有鐵芯則線圈的自感系數L越大。單位是亨利（H）。

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主要的計算式

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1、 感應電動勢大小的計算式：

注：若閉合電路是一個匝的線圈，線圈中的總電動勢可看作是一個線圈感應電動勢的n倍。E是△t時間内的平均感應電動勢。

2、幾種題型

①線圈面積S不變，磁感應強度均勻變化：

②磁感強度不變，線圈面積均勻變化：

③B、S均不變，線圈繞過線圈平面内的某一軸轉動時，計算式為：

3、導體切割磁感線時産生感應電動勢大小的計算式

（1）公式：

（2）題型：

① 若導體變速切割磁感線，公式中的電動勢是該時刻的瞬時感應電動勢。

② 若導體不是垂直切割磁感線運動，v與B有一夾角，如圖b：

③ 若導體在磁場中繞着導體上的某一點轉動時，導體上各點的線速度不同，不能用

計算，而應根據法拉第電磁感應定律變成“感應電動勢大小等于直線導體在單位時間内切割磁感線的條數”來計算，如下圖c：

從圖示位置開始計時，經過時間△t，導體位置由oa轉到oa1，轉過的角度

，則導體掃過的面積

，切割的磁感線條數（即磁通量的變化量）

。

單位時間内切割的磁感線條數為：

，單位時間内切割的磁感線條數（即為磁通量的變化率）等于感應電動勢的大小：

即：

計算時各量單位：

④轉動産生的感應電動勢

A. 轉動軸與磁感線平行。

如圖d，磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外，長L的金屬棒oa以o為軸在該平面内以角速度ω逆時針勻速轉動。求金屬棒中的感應電動勢。在應用感應電動勢的公式時，必須注意其中的速度v應該指導線上各點的平均速度，在本題中應該是金屬棒中點的速度，因此有

。

B. 線圈的轉動軸與磁感線垂直。

如圖，矩形線圈的長、寬分别為L1、L2，所圍面積為S，向右的勻強磁場的磁感應強度為B，線圈繞圖e示的軸以角速度ω勻速轉動。線圈的ab、cd兩邊切割磁感線，産生的感應電動勢相加可得E=BSω。如果線圈由n匝導線繞制而成，則E=nBSω。從圖示位置開始計時，則感應電動勢的瞬時值為e=nBSωcosωt 。該結論與線圈的形狀和轉動軸的具體位置無關（但是軸必須與B垂直）。

實際上，這就是交流發電機發出的交流電的瞬時電動勢公式。

End

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