高中物理-电磁感应

高中物理学，电磁感应部分总结。

电磁感应现象

• 电磁感应现象与感应电流
  • 电磁感应现象与感应电流
    • 产生感应电流的条件
      • 闭合电路磁通量发生变化
    • 产生感应电流的常见情况（动生/感生）
      • ①磁铁运动
      • ②闭合电路一部分运动
      • ③磁场强度B变化/有效面积S变化
    • 注意
      • ①磁通量有正负（标量）
      • ②运动不一定切割，切割不一定生电，具体要看磁通量是否变化
    • 分析
      • 闭合
      • 磁通量变化（B、S、B和S）
  • 感应电流的方向
    • 楞次定律（阻碍）
      • 因果关系
      • 判断方向
        • ①确定原磁场方向
        • ②判断磁场变化（增强/减弱）
        • ③用阻碍来判断的磁场（磁通量）方向
        • ④用安培定则确定感应电流方向
      • 阻碍的含义
        • 反抗/补偿
        • 不等于“阻止”，而是“延缓”
        • 不意味着“相反”（增反减同）
      • 阻碍的作用
        • 能的转化和能量守恒定律的反应
      • 适用范围
        • 一切电磁感应现象
      • 研究对象
        • 整个回路
      • 阻碍的形式
        • 增反减同
        • 来拒去留
        • 增缩减扩
    • 用右手定则确定感应电流的方向
      • 方法
        • 磁感线穿手心，四指电流电流方向，拇指运动方向
      • 作用
        • 判断感应电流方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系
      • 适用范围
        • 导体切割磁感线
      • 研究对象
        • 回路的一部分导体
      • 右手定则与楞次定律的区别
        • 联系
          • 右手定则可看成是楞次定律在导体运动情况下的特殊运用
        • 区别
          • 右手定则只适用于导体切割磁感线的情况（产生的是动生电流），不适合感生电流情况。
• 法拉第电磁感应现象定律
  • 问题
    • 电磁感应现象——利用磁场产生电流的现象
    • 条件
      • 闭合回路
      • 磁通量变化
    • 感应电流方向
      • 磁通变化型
      • 导体切割型
  • 感应电动势
    • 定义
      • 在电磁感应现象中产生的电动势
      • 正负极判断
        • 导体切割型
          • 右手定则——四指指向为等效电源的正极
        • 磁通变化型
          • 楞次定律——四指环绕所指方向为等效电源正极
    • 产生条件
      • 穿过电路的磁通量发生变化
    • 电磁感应根本原因——磁通量变化；电磁感应现象本质——产生感应电动势
    • 大小影响因素
      • 磁通量变化的快慢(Δφ/Δt)
  • 法拉第电磁感应定律
    • 内容
      • 电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比
    • 公式
      • E=Δφ/Δt→E=nΔφ/Δt(n为线圈匝数，Δφ取绝对值)
    • 理解
      • φ 、 Δφ 、 Δφ/Δt 的意义
  • 导体切割型磁感线时的感应电动势
    • 公式
      • E=BLv=BLvsinθ(v与B夹角)
    • 注意
      • θ=0，E=0
      • L为有效长度
      • v为平均值(瞬时值)，E就为平均值(瞬时值)
    • 两公式的比较:①nΔφ/Δt ②E=BLvsinθ
      • 区别
        • ①求的是平均值，②求的是瞬时值
        • ①求出的是整个回路的E，②求出的是部分导体的E
        • ①适用于一切情况，②适用于导体切割型
      • 联系
        • 公式①时间趋向于0时，E为瞬时感应电动势
        • 公式②中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势
        • 公式②是公式①的特例
  • 通过导体某横截面的电荷量求解方法
    • Δq=Δφ/R
      • ①Δq=IΔt
      • ②I=E/R
      • E=Δφ/Δt
  • 转动切割磁感线
    • 公式——E=1/2BωL²
  • 路端电压与电动势的区别
  • 问题
    • 解决问题步骤
      • 明确电源和外电路
      • 用法拉第电磁感应定律确定E大小，用楞次定律确定E方向
      • 画出等效电路图
      • 运用闭合回路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解
    • 电磁感应中的能量转换
    • 电磁感应中的力学问题
      • 处理思路
        • 先电后力
      • 常用公式
        • 两大类对象
          • 电学对象
            • 内电路
            • 全电路
          • 力学对象
            • 受力分析
            • 运动分析
        • 可推出电量计算公式——q=nΔφ/R
• 电磁感应现象的两类情况
  • 感生电场与感生电动势
    • 产生
    • 定义
      • 由感生电场产生的感生电动势称为感生电动势
    • 大小
      • E=nSΔB/Δt
    • 方向判断
      • 楞次定律、安培定则
    • 均匀变化的磁场激发出稳定的电场
    • 感生电场与静电场
      • 区别
        • 起源
          • 静电场——静止电荷激发
          • 变化的磁场激发
        • 电场线形状
          • 静电场:有源场，电场线为非闭合曲线
          • 感生电场:无源场，电场线为闭合曲线
      • 共性
        • 具有场物质形式的所有共性；均对电荷有力的作用，且场强定义相同
    • 电子感应加速器
  • 洛伦兹力与动生电动势
    • 洛伦兹力不做功，起能量传递作用
    • 动生电动势
      • 由导体运动而产生的电动势(B不变，S变化)
    • 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关
    • 动生电动势成因
      • 导体做切割磁感线运动时，导体中的自由电荷随导体一起运动，并由此受到洛伦兹力
    • 动生电动势的大小
      • 若导线与磁场垂直，则E=BIv=nBΔS/Δt（与电磁感应定律相同）
• 自感与互感
  • 互感现象
    • 互感定义
    • 互感电动势
    • 应用
      • 变压器
        • 工作原理
          • U1/U2=n1/n2
        • 种类
          • 升压
          • 降压
        • 电流与匝数的关系
          • I1/I2=n2/n1
      • 感应圈
        • 作用
          • 特殊形式的升压变压器
        • 结构
        • 工作原理
    • 防止互感
  • 自感现象
    • 自感定义
    • 自感电动势
    • 通电自感
    • 断电自感
  • 自感现象
    • 自感定义
    • 自感电动势
    • 通电自感
    • 断电自感
  • 自感系数与自感电动势
    • 自感电动势的作用
      • 阻碍导体中原来的电流变化（非阻止，仅延缓）
    • 自感电动势的大小（与磁通量变化有关）
      • E=LΔI/Δt（自感磁通量变化由电流变化引起）
    • 自感系数（L）
      • 单位:亨利（简称亨/H）
    • 自感的应用与防止
      • 应用
        • 镇流器
        • 日光灯
      • 防止
  • 磁场的能量
    • 通电自感
    • 断电自感