2019高考物理一輪復習：電磁感應

　　電磁感應（Electromagnetic induction）現象是指放在變化磁通量中的導體，會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢，若將此導體閉合成一回路，則該電動勢會驅使電子流動，大家知道電磁感應知識點嗎?

　　1.電磁感應現象

　　電磁感應現象：利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應，產生的電流叫做感應電流。

　　(1)產生感應電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發生變化，即ΔΦ≠0。

　　(2)產生感應電動勢的條件：無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發生變化，線路中就有感應電動勢。產生感應電動勢的那部分導體相當于電源。

　　(3)電磁感應現象的實質是產生感應電動勢，如果回路閉合，則有感應電流，回路不閉合，則只有感應電動勢而無感應電流。

　　2.磁通量

　　(1)定義：磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量，定義式：Φ=BS。如果面積S與B不垂直，應以B乘以在垂直于磁場方向上的投影面積S′，即Φ=BS′，國際單位：Wb

　　求磁通量時應該是穿過某一面積的磁感線的凈條數。任何一個面都有正、反兩個面;磁感線從面的正方向穿入時，穿過該面的磁通量為正。反之，磁通量為負。所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數和。

　　3.楞次定律

　　(1)楞次定律：感應電流的磁場，總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。楞次定律適用于一般情況的感應電流方向的判定，而右手定則只適用于導線切割磁感線運動的情況，此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便。

　　(2)對楞次定律的理解

　　①誰阻礙誰---感應電流的磁通量阻礙產生感應電流的磁通量。

　　②阻礙什么---阻礙的是穿過回路的磁通量的變化，而不是磁通量本身。③如何阻礙---原磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;當原磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，即“增反減同”。④阻礙的結果---阻礙并不是阻止，結果是增加的還增加，減少的還減少。

　　(3)楞次定律的另一種表述：感應電流總是阻礙產生它的那個原因，表現形式有三種：

　　①阻礙原磁通量的變化;②阻礙物體間的相對運動;③阻礙原電流的變化(自感)。

　　4.法拉第電磁感應定律

　　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。表達式E=nΔΦ/Δt

　　當導體做切割磁感線運動時，其感應電動勢的計算公式為E=BLvsinθ。當B、L、v三者兩兩垂直時，感應電動勢E=BLv。(1)兩個公式的選用方法E=nΔΦ/Δt計算的是在Δt時間內的平均電動勢，只有當磁通量的變化率是恒定不變時，它算出的才是瞬時電動勢。E=BLvsinθ中的v若為瞬時速度，則算出的就是瞬時電動勢：若v為平均速度，算出的就是平均電動勢。(2)公式的變形

　　①當線圈垂直磁場方向放置，線圈的面積S保持不變，只是磁場的磁感強度均勻變化時，感應電動勢：E=nSΔB/Δt。

　　②如果磁感強度不變，而線圈面積均勻變化時，感應電動勢E=Nbδs/Δt。

　　5.自感現象

　　(1)自感現象：由于導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象。

　　(2)自感電動勢：在自感現象中產生的感應電動勢叫自感電動勢。自感電動勢的大小取決于線圈自感系數和本身電流變化的快慢，自感電動勢方向總是阻礙電流的變化。

　　6.日光燈工作原理

　　(1)起動器的作用：利用動觸片和靜觸片的接通與斷開起一個自動開關的作用，起動的關鍵就在于斷開的瞬間。

　　(2)鎮流器的作用：日光燈點燃時，利用自感現象產生瞬時高壓;日光燈正常發光時，利用自感現象，對燈管起到降壓限流作用。

　　7.電磁感應中的電路問題

　　在電磁感應中，切割磁感線的導體或磁通量發生變化的回路將產生感應電動勢，該導體或回路就相當于電源，將它們接上電容器，便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器，便可對用電器供電，在回路中形成電流。因此，電磁感應問題往往與電路問題聯系在一起。解決與電路相聯系的電磁感應問題的基本方法是：

　　(1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向。(2)畫等效電路。

　　(3)運用全電路歐姆定律，串并聯電路性質，電功率等公式聯立求解。

　　8.電磁感應現象中的力學問題

　　(1)通過導體的感應電流在磁場中將受到安培力作用，電磁感應問題往往和力學問題聯系在一起，基本方法是：①用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向。②求回路中電流強度。

　　③分析研究導體受力情況(包含安培力，用左手定則確定其方向)。④列動力學方程或平衡方程求解。

　　(2)電磁感應力學問題中，要抓好受力情況，運動情況的動態分析，導體受力運動產生感應電動勢→感應電流→通電導體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復始地循環，循環結束時，加速度等于零，導體達穩定運動狀態，抓住a=0時，速度v達最大值的特點。

　　9.電磁感應中能量轉化問題

　　導體切割磁感線或閉合回路中磁通量發生變化，在回路中產生感應電流，機械能或其他形式能量便轉化為電能，具有感應電流的導體在磁場中受安培力作用或通過電阻發熱，又可使電能轉化為機械能或電阻的內能，因此，電磁感應過程總是伴隨著能量轉化，用能量轉化觀點研究電磁感應問題常是導體的穩定運動(勻速直線運動或勻速轉動)，對應的受力特點是合外力為零，能量轉化過程常常是機械能轉化為內能，解決這類問題的基本方法是：

　　(1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向。

　　(2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達式。

　　(3)分析導體機械能的變化，用能量守恒關系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。

　　10.電磁感應中圖像問題

　　電磁感應現象中圖像問題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應電動勢(電流)大小是否恒定。用楞次定律判斷出感應電動勢(或電流)的方向，從而確定其正負，以及在坐標中的范圍。

　　另外，要正確解決圖像問題，必須能根據圖像的意義把圖像反映的規律對應到實際過程中去，又能根據實際過程的抽象規律對應到圖像中去，最終根據實際過程的物理規律進行判斷。