【基本概念、規律】

一、磁通量

1．定義：在磁感應強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S和B的乘積．

2．公式：Φ＝B·S.

3．單位：1 Wb＝1_T·m².

4．标矢性：磁通量是标量，但有正、負．

二、電磁感應

1．電磁感應現象

當穿過閉合電路的磁通量發生變化時，電路中有電流産生，這種現象稱為電磁感應現象．

2．産生感應電流的條件

(1)電路閉合；(2)磁通量變化．

3．能量轉化

發生電磁感應現象時，機械能或其他形式的能轉化為電能．

特别提醒：無論回路是否閉合，隻要穿過線圈平面的磁通量發生變化，線圈中就有感應電動勢産生．

三、感應電流方向的判斷

1．楞次定律

(1)内容：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化．

(2)适用情況：所有的電磁感應現象．

2．右手定則

(1)内容：伸開右手，使拇指與其餘四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面内，讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向導體運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向．

(2)适用情況：導體切割磁感線産生感應電流．

【重要考點歸納】

考點一　電磁感應現象的判斷

1.判斷電路中能否産生感應電流的一般流程：

2.判斷能否産生電磁感應現象，關鍵是看回路的磁通量是否發生了變化．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ₂－Φ₁有多種形式，主要有：

(1)S、θ不變，B改變，這時ΔΦ＝ΔB·Ssin θ；

(2)B、θ不變，S改變，這時ΔΦ＝ΔS·Bsin θ；

(3)B、S不變，θ改變，這時ΔΦ＝BS(sin θ₂－sin θ₁)．

考點二　楞次定律的理解及應用

1．楞次定律中“阻礙”的含義

2．應用楞次定律判斷感應電流方向的步驟

考點三　“一定律三定則”的綜合應用

1．“三個定則與一個定律”的比較

2.應用技巧

無論是“安培力”還是“洛倫茲力”，隻要是涉及磁力都用左手判斷．

“電生磁”或“磁生電”均用右手判斷．

【思想方法與技巧】

楞次定律推論的應用

楞次定律中“阻礙”的含義可以理解為感應電流的效果總是阻礙産生感應電流的原因，推論如下：

(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”；

(2)阻礙相對運動——“來拒去留”；

(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”；

(4)阻礙原電流的變化(自感現象)——“增反減同”

【基本概念、規律】

一、法拉第電磁感應定律

1．感應電動勢

(1)感應電動勢：在電磁感應現象中産生的電動勢．産生感應電動勢的那部分導體就相當于電源，導體的電阻相當于電源内阻．

(2)感應電流與感應電動勢的關系：遵循閉合電路歐姆定律，即I＝E/（R r）

2．法拉第電磁感應定律

(1)内容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．

3．導體切割磁感線的情形

(1)若B、l、v相互垂直，則E＝Blv.

(2)若B⊥l，l⊥v，v與B夾角為θ，則E＝Blvsin_θ.

二、自感與渦流

1．自感現象

(1)概念：由于導體本身的電流變化而産生的電磁感應現象稱為自感，由于自感而産生的感應電動勢叫做自感電動勢．

(3)自感系數L的影響因素：與線圈的大小、形狀、匝數以及是否有鐵芯有關．

2．渦流

當線圈中的電流發生變化時，在它附近的任何導體中都會産生像水的旋渦狀的感應電流．

(1)電磁阻尼：當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動．

(2)電磁驅動：如果磁場相對于導體轉動，在導體中會産生感應電流，使導體受到安培力作用，安培力使導體運動起來．

交流感應電動機就是利用電磁驅動的原理工作的．

【重要考點歸納】

考點一　公式E＝nΔΦ/Δt的應用

1．感應電動勢大小的決定因素

(1)感應電動勢的大小由穿過閉合電路的磁通量的變化率和線圈的匝數共同決定，而與磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有必然聯系．

3.應用電磁感應定律應注意的三個問題

考點二　公式E＝Blv的應用

1．使用條件

本公式是在一定條件下得出的，除了磁場是勻強磁場外，還需B、l、v三者相互垂直．實際問題中當它們不相互垂直時，應取垂直的分量進行計算，公式可為E＝Blvsin θ，θ為B與v方向間的夾角．

2．使用範圍

3．有效性

公式中的l為有效切割長度，即導體與v垂直的方向上的投影長度．例如，求下圖中MN兩點間的電動勢時，有效長度分别為

甲圖：l＝cdsin β.

4．相對性

E＝Blv中的速度v是相對于磁場的速度，若磁場也運動，應注意速度間的相對關系．

5.感應電動勢兩個公式的比較

考點三　自感現象的分析

1．自感現象“阻礙”作用的理解

(1)流過線圈的電流增加時，線圈中産生的自感電動勢與電流方向相反，阻礙電流的增加，使其緩慢地增加．

(2)流過線圈的電流減小時，線圈中産生的自感電動勢與電流方向相同，阻礙電流的減小，使其緩慢地減小．

2．自感現象的四個特點

(1)自感電動勢總是阻礙導體中原電流的變化．

(2)通過線圈中的電流不能發生突變，隻能緩慢變化．

(3)電流穩定時，自感線圈就相當于普通導體．

(4)線圈的自感系數越大，自感現象越明顯，自感電動勢隻是延緩了過程的進行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向．

3．自感現象中的能量轉化

通電自感中，電能轉化為磁場能；斷電自感中，磁場能轉化為電能．

4.分析自感現象的兩點注意

(1)通過自感線圈中的電流不能發生突變，即通電過程，線圈中電流逐漸變大，斷電過程，線圈中電流逐漸變小，方向不變．此時線圈可等效為“電源”，該“電源”與其他電路元件形成回路．

(2)斷電自感現象中燈泡是否“閃亮”問題的判斷，在于對電流大小的分析，若斷電後通過燈泡的電流比原來強，則燈泡先閃亮後再慢慢熄滅．

【基本概念、規律】

一、電磁感應中的電路問題

1．内電路和外電路

(1)切割磁感線運動的導體或磁通量發生變化的線圈都相當于電源．

(2)該部分導體的電阻或線圈的電阻相當于電源的内阻，其餘部分是外電阻．

2．電源電動勢和路端電壓

二、電磁感應中的圖象問題

1．圖象類型

(1)随時間t變化的圖象如B－t圖象、Φ－t圖象、E－t圖象和i－t圖象．

(2)随位移x變化的圖象如E－x圖象和i－x圖象．

2．問題類型

(1)由給定的電磁感應過程判斷或畫出正确的圖象．

(2)由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量．

(3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象．

【重要考點歸納】

考點一　電磁感應中的電路問題　

1．對電源的理解：在電磁感應現象中，産生感應電動勢的那部分導體就是電源，如切割磁感線的導體棒、有磁通量變化的線圈等．這種電源将其他形式的能轉化為電能．

2．對電路的理解：内電路是切割磁感線的導體或磁通量發生變化的線圈，外電路由電阻、電容等電學元件組成．

3．解決電磁感應中電路問題的一般思路：

(2)分析電路結構(内、外電路及外電路的串、并聯關系)，畫出等效電路圖．

(3)利用電路規律求解．主要應用歐姆定律及串、并聯電路的基本性質等列方程求解．

4.(1)對等效于電源的導體或線圈，兩端的電壓一般不等于感應電動勢，隻有在其電阻不計時才相等．

(2)沿等效電源中感應電流的方向，電勢逐漸升高．

考點二　電磁感應中的圖象問題

1．題型特點

一般可把圖象問題分為三類：

(1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正确的圖象；

(2)由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量；

(3)根據圖象定量計算．

2．解題關鍵

弄清初始條件，正負方向的對應，變化範圍，所研究物理量的函數表達式，進、出磁場的轉折點是解決問題的關鍵．

3．解決圖象問題的一般步驟

(1)明确圖象的種類，即是B－t圖象還是Φ－t圖象，或者是E－t圖象、I－t圖象等；

(2)分析電磁感應的具體過程；

(3)用右手定則或楞次定律确定方向對應關系；

(4)結合法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓運動定律等規律寫出函數關系式；

(5)根據函數關系式，進行數學分析，如分析斜率的變化、截距等；

(6)畫出圖象或判斷圖象．

4.解決圖象類選擇題的最簡方法——分類排除法．首先對題中給出的四個圖象根據大小或方向變化特點分類，然後定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特别是用物理量的方向，排除錯誤選項，此法最簡捷、最有效．

【思想方法與技巧】

電磁感應電路與圖象的綜合問題

解決電路與圖象綜合問題的思路

(1)電路分析

弄清電路結構，畫出等效電路圖，明确計算電動勢的公式．

(2)圖象分析

①弄清圖象所揭示的物理規律或物理量間的函數關系；②挖掘圖象中的隐含條件，明确有關圖線所包圍的面積、圖線的斜率(或其絕對值)、截距所表示的物理意義．

(3)定量計算

運用有關物理概念、公式、定理和定律列式計算．

【基本概念、規律】

一、電磁感應現象中的動力學問題

1．安培力的大小

2．安培力的方向

(1)先用右手定則判定感應電流方向，再用左手定則判定安培力方向．

(2)根據楞次定律，安培力的方向一定和導體切割磁感線運動方向相反．

二、電磁感應中的能量轉化

1．過程分析

(1)電磁感應現象中産生感應電流的過程，實質上是能量的轉化過程．

(2)感應電流在磁場中受安培力，若安培力做負功，則其他形式的能轉化為電能；若安培力做正功，則電能轉化為其他形式的能．

(3)當感應電流通過用電器時，電能轉化為其他形式的能．

2．安培力做功和電能變化的對應關系

“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉化為電能；安培力做多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能．

【重要考點歸納】

考點一　電磁感應中的動力學問題分析　

1．導體的平衡态——靜止狀态或勻速直線運動狀态．

處理方法：根據平衡條件(合外力等于零)列式分析．

2．導體的非平衡态——加速度不為零．

處理方法：根據牛頓第二定律進行動态分析或結合功能關系分析．

3.分析電磁感應中的動力學問題的一般思路

(1)先進行“源”的分析——分離出電路中由電磁感應所産生的電源，求出電源參數E和r；

(2)再進行“路”的分析——分析電路結構，弄清串、并聯關系，求出相關部分的電流大小，以便求解安培力；

(3)然後是“力”的分析——分析研究對象(常是金屬杆、導體線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力；

(4)最後進行“運動”狀态的分析——根據力和運動的關系，判斷出正确的運動模型．

考點二　電磁感應中的能量問題

1．電磁感應過程的實質是不同形式的能量轉化的過程，而能量的轉化是通過安培力做功的形式實現的，安培力做功的過程，是電能轉化為其他形式能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉化為電能的過程．

2．能量轉化及焦耳熱的求法

(1)能量轉化

(2)求解焦耳熱Q的三種方法

3. 在解決電磁感應中的能量問題時，首先進行受力分析，判斷各力做功和能量轉化情況，再利用功能關系或能量守恒定律列式求解．

【思想方法與技巧】

電磁感應中的“雙杆”模型

1．模型分類

“雙杆”模型分為兩類：一類是“一動一靜”，甲杆靜止不動，乙杆運動，其實質是單杆問題，不過要注意問題包含着一個條件：甲杆靜止、受力平衡．另一種情況是兩杆都在運動，對于這種情況，要注意兩杆切割磁感線産生的感應電動勢是相加還是相減．

2．分析方法

通過受力分析，确定運動狀态，一般會有收尾狀态．對于收尾狀态則有恒定的速度或者加速度等，再結合運動學規律、牛頓運動定律和能量觀點分析求解．

3.分析“雙杆”模型問題時，要注意雙杆之間的制約關系，即“動杆”與“被動杆”之間的關系，需要注意的是，最終兩杆的收尾狀态的确定是分析該類問題的關鍵．

電磁感應中的含容電路分析

一、電磁感應回路中隻有電容器元件

1.這類問題的特點是電容器兩端電壓等于感應電動勢，充電電流等于感應電流．

(2)由本例可以看出：導體棒在恒定外力作用下，産生的電動勢均勻增大，電流不變，所受安培阻力不變，導體棒做勻加速直線運動．

二、電磁感應回路中電容器與電阻并聯問題

1.這一類問題的特點是電容器兩端的電壓等于與之并聯的電阻兩端的電壓，充電過程中的電流隻是感應電流的一支流．穩定後，充電電流為零．

2.在這類問題中，導體棒在恒定外力作用下做變加速運動，最後做勻速運動．

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