选修3-2 第四章 电磁感应
一、电磁感应现象
奥斯特——电流的磁效应（电生磁） 法拉第——电磁感应 （磁生电） 1、电磁感应现象与感应电流 .
（1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。 （2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。 2、磁通量
（1）定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通. （2）公式：Φ=BS(条件B⊥S) S//B时, Φ=0
如果B与S的夹角为α，则Φ=BSsinα.（S与B不垂直，则S应为与B垂直方向的面积——有效面积）
（3）单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符合是Wb.
1wb=1T·m
2
（4）意义：磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。 （5）标量：但有方向，存在多个磁场Φ要看合磁通（代数和）
说明：对某一面积的磁通量，一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”
磁通量是标量,但有正负之分.若规定从某一方向穿过平面的磁通量为正,则反向穿过的磁
通量为负,求合磁通量时应注意相反方向抵消后所剩余的净磁通量.（闭合曲面Φ＝0）
c b
（6）磁通量的变化（注意方向） (1)磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1 (2)几种常见引起磁通变化的情形
①投影面积不变,磁感应强度变化,即ΔΦ=ΔB.S
②磁感应强度不变,投影面积发生变化,即ΔΦ=B.ΔS,其中投影面积的变化又有两种形式:
a.处在磁场中的闭合回路面积发生变化.
b.闭合回路面积不变,但与磁场方向的夹角发生变化,从而引起投影面积变化.
（7）磁通密度: 从Φ=BS可以得出B=Φ/S ，这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此常把磁感应强度叫做磁通密度。即磁感应强度，是矢量． （8）磁通量变化率
①意义：描述磁场中穿过某个平面磁通量变化快慢 - 1 -
a M N b S c a b c ②ΔΦ/Δt
③单匝线圈产生感应电动势的大小 ④图像：斜率表示磁通量的变化率 二、产生感应电流的条件
1、产生感应电流的条件：闭合电路中磁通量发生变化。 ．．．．．．．．．．．
2、产生感应电流的方法 . （1）磁铁运动。
（2）闭合电路一部分运动。
（3）磁场强度B变化或有效面积S变化。 注：第（1）（2）种方法产生的电流叫“动生电动势”，第（3）种方法产生的电流叫“感生电动势”。不管是动
生电动势还是感生电动势，我们都统称为“感应电动势”。 3、对“磁通量变化”需注意的两点 .
（1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的
净条数）。 （2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结
底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。 4、分析是否产生感应电流的思路方法 .
（1）判断是否产生感应电流，关键是抓住两个条件：
① 回路是闭合导体回路。
② 穿过闭合回路的磁通量发生变化。 注意：第②点强调的是磁通量“变化”，如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么不论低通量有多大，
也不会产生感应电流。
（2）分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：
① 穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。 ② 闭合回路的面积S发生变化。
③ 磁感应强度B和面积S的夹角发生变化 三、感应电流的方向 1、楞次定律 .
（1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 ① 凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。 ② 凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。 （2）使用楞次定律的步骤：
① 明确（引起感应电流的）原磁场的方向 .
② 明确穿过闭合电路的磁通量（指合磁通量）是增加还是减少 增反减同 ③ 确定感应电流的磁场方向 . 来拒去留 ④ 利用安培定则（右手）确定感应电流的方向 . 2、右手定则 .
（1）内容：伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，
拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
（2）作用：判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系。 （3）适用范围：导体切割磁感线。
（4）研究对象：回路中的一部分导体切割磁感线运动。 3、“三定则” .
比较项目 基本现象 右 手 定 则 部分导体切割磁感线 安 培 定 则（右手） 左 手 定 则 运动电荷、电流产生磁场 磁场对运动电荷、电流的作用力 - 2 -
作用 判断磁场B、速度v、感应电流I方向关系 v 电流与其产生的磁场间的方向关系 · × · · × × · × 判断磁场B、电流I、磁场力F方向 × ○F B 图例 × B ○
【小技巧】：左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”。
四、法拉第电磁感应定律 . 1、法拉第电磁感应定律 .
（1）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。 （2）公式：E?????（单匝线圈） 或 E?n（n匝线圈）. ?t?t 对表达式的理解：
??① 是磁通量的平均变化率，表示磁通量的变化快慢。Ｅ是?t时间内的平均感应电动势。
?t??是过程量，表示回路从某一时刻变化到另一时刻的磁通量的增量，?是状态量，表示某一时刻（某一位置）时
回路的磁感线条数 ② 在E?n??中（这里的ΔΦ取绝对值，所以此公式只计算感应电动势E的大小，E的方向根据楞次定律或右手?t定则判断），E的大小是由匝数及磁通量的变化率（即磁通量变化的快慢）决定的，与Φ或ΔΦ之间无大小上的必然联系（类比学习：关系类似于a、v和Δv的关系）。 ③ 当Δt较长时，E?n????求出的是平均感应电动势；当Δt趋于零时，E?n求出的是瞬时感应电动势。 ?t?t????④?、??、的大小没有直接关系，?、??不能决定Ｅ的大小，才能决定Ｅ的大小
?t?t??不一定很大，?很大??可能为零 ??很大?t2、电势高低的判断方法：对应感应电流的方向（分电源内部、外部）
用右手判断电流方向时四指所指的一端是电源的正极，电势高。
??B?S＝n ?t?t??S?BE? ＝n 感生电动势 图像；表达式Bt?B0?Kt n?t?t3、具体表达式： E?nq＝I?t?E???? ?t?n?t?nR?r?t(R?r)R?r4、导体棒切割磁感线E=BLv
推导：回路在时间t内增大的面积为：ΔS=L（vΔt） .
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