电磁感应:变化的磁场生出电流

磁通量:穿过面积的“磁力线流量”

磁通量 ,其中 是磁感应强度方向与平面法线方向的夹角( 垂直于平面时 )。单位是韦伯 。

产生感应电流的条件是“穿过闭合回路的磁通量发生变化”。抓关键词“变化”——磁通量大不一定有感应电流,变化才有。导体棒切割磁感线、磁铁插入拔出线圈、回路面积变化,都是让 变。

易错点:、、 三个量含义不同。 大, 可能为零(磁通量恒定时无感应电动势)。感应电动势的大小由变化率 决定,不是由 决定。

法拉第电磁感应定律

感应电动势的大小正比于磁通量的变化率——

公式 (1)

其中 为线圈匝数。若磁通量变化由面积变化引起(导体棒切割),则:

公式 (2)

记忆:式  是“变化的磁通量”生电(一般情况),式  是“导体切割磁感线”生电(、、 三者互相垂直时的特例,若速度与磁场有夹角要乘 )。

楞次定律:感应电流的方向总在“反抗”

楞次定律:感应电流产生的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。口诀:

判断感应电流方向的标准四步:① 看原磁场方向;② 看磁通量是增是减;③ 据“增反减同”定感应电流的磁场方向;④ 右手螺旋定则定感应电流方向。先定“阻碍”再定“方向”,顺序不能乱。

自感现象

线圈中电流变化时,线圈自身产生感应电动势阻碍电流变化——这就是自感。通电自感(电流“滞后”增大)、断电自感(灯泡“延迟”熄灭、可能闪亮一下)都是自感的表现。自感电动势:

公式 (3)

断电自感“闪一下”的条件:原线圈电流 大于灯泡原电流 (即 才闪)。判断依据是“断电瞬间自感电流从线圈原电流值开始衰减”,而非从灯泡原电流。

电磁感应的能量观

感应电流流过电路要做功、发热,能量来源是“外界克服安培力做的功”。一句话:

公式 (4)

综合题套路:导体棒在磁场中运动 → 产生感应电动势 → 感应电流 → 受安培力 → 用牛顿定律或能量守恒求速度、热量。“安培力做功 = 电能变化”是电磁感应与能量综合的桥梁。