第10章 电磁感应.

高三物理第十章知识点归纳高三物理第十章主要讲解了电磁感应和电动机的相关知识。

在这一章中，我们将学习到电磁感应的原理、法拉第电磁感应定律以及电动机的工作原理等内容。

下面就让我们来归纳总结一下这些重要的知识点。

首先，我们来讨论电磁感应的原理。

电磁感应是指通过磁场和电场之间的相互作用产生电流的现象。

根据法拉第电磁感应定律，当磁场的磁通量发生变化时，导线中会产生感应电动势。

而磁通量的变化可以通过改变磁场的强度、导线的长度或速度来实现。

接着，我们来详细讨论一下法拉第电磁感应定律。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比。

其中，感应电动势的方向由洛伦兹力决定，即当导线内的电流方向与磁场中的磁力方向相反时，电动势的方向为正，否则为负。

在实际应用中，我们经常使用电磁感应来实现无线电、发电、变压器等设备的运行。

例如，在发电厂中，通过旋转发电机的励磁线圈，产生的磁通量变化就能够激发出感应电动势，从而实现电能的转化。

此外，我们还要了解电动机的工作原理。

电动机是利用电磁感应产生的感应电动势来驱动电流，从而实现机械能的转化。

电动机的核心部分是由导体线圈组成的转子和磁场所构成的定子。

当通过定子施加电流时，电流会形成磁场，与转子的磁场相互作用产生力矩，使转子开始转动。

除了以上的知识点外，在高三物理第十章还有一些与电磁感应相关的实验和应用。

例如，我们可以通过安培环实验来观察和研究磁场的分布情况；利用电磁感应原理，我们可以制作简单的发电机和变压器。

总结起来，高三物理第十章主要涉及了电磁感应和电动机的知识点。

我们学习了电磁感应的原理和法拉第电磁感应定律，了解了电动机的工作原理，并且学习了一些实验和应用。

通过掌握这些知识点，我们可以更好地理解电磁感应的过程，深入了解电动机的原理，为我们今后的学习和应用奠定基础。

希望在高三物理学习中，我们能够牢固掌握这些知识点，并能够通过实践提升自己的物理实验能力。

第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。

(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。

(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。

2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。

(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I ＝ER ＋r 。

3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv 。

(2)v ∥B 时，E ＝0。

二、自感、涡流 1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。

(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。

②表达式：E ＝L ΔIΔt。

(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。

②单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3H,1 μH＝10－6H 。

2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。

授课提示：对应学生用书第196页命题点一 对法拉第电磁感应定律的理解及应用 自主探究1．感应电动势的决定因素(1)由E ＝n ΔΦΔt 知，感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈匝数n 共同决定，磁通量Φ较大或磁通量的变化量ΔΦ较大时，感应电动势不一定较大。

(2)ΔΦΔt 为单匝线圈产生的感应电动势大小。

2．法拉第电磁感应定律的三个特例(1)回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB·S，E ＝n ΔBΔt S 。

(2)磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则ΔΦ＝B·ΔS，E ＝nB ΔSΔt。

(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则ΔΦ＝Φ末－Φ初，E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt ≠n ΔB·ΔSΔt。

高二物理第十章知识点总结高二物理第十章主要讲述了电磁感应与电磁场的相关知识。

本章的内容包括电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感与互感、电磁场的概念及特性等。

以下是对这些知识点的详细总结。

1. 电磁感应现象电磁感应是指导体中的磁通量发生变化时，在导体两端产生感应电动势。

磁通量的变化可以通过改变磁场强度、磁场方向、导体面积或者改变磁场与导体之间的相对运动来实现。

2. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了感应电动势的大小与变化率之间的关系。

根据定律，感应电动势的大小等于磁通量的变化率。

即E = -dΦ/dt，其中E表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。

3. 楞次定律楞次定律是电磁感应的基本规律之一，它描述了感应电流的方向。

根据楞次定律，当导体中的磁通量发生变化时，感应电流的方向会使得产生的磁场阻碍磁通量的变化。

这个定律也可以用右手规则来判断感应电流的方向。

4. 自感与互感自感是指电流通过一个线圈时，该线圈本身所产生的感应电动势。

互感是指两个或多个线圈之间的相互感应现象。

自感与互感是电磁感应中的重要概念，它们在电路中起到了重要的作用。

5. 电磁场的概念及特性电磁场是指由电荷和电流所产生的空间中的力场和磁场。

电磁场具有电场强度、磁感应强度和能量密度等特性。

电场强度描述了电场对电荷施加力的强度，磁感应强度描述了磁场对带电粒子施加力的强度。

本章的知识点涉及了电磁感应与电磁场的基础概念和原理，这些知识在物理学与工程学中有着广泛的应用。

理解并掌握这些知识点，不仅有助于我们对电和磁的相互作用有更深入的理解，还能帮助我们解决实际问题，如电磁感应发电原理和变压器的工作原理等。

总结起来，本章内容涉及了电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感与互感以及电磁场的概念与特性。

这些知识点是理解电磁现象和解决相关问题的基础，通过深入学习与实践探索，我们能够更好地理解和应用这些知识，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

第1讲电磁感应现象楞次定律一、单项选择题：在每一小题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的。

1．如下列图，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现假设使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，如此此过程中磁通量的改变量的大小是( C )A．3－12BS B．3＋12NBSC．3＋12BS D．3－12NBS[解析] sin θ磁通量与匝数无关，Φ＝BS中，B与S必须垂直。

初态Φ1＝B cos θ·S，末态Φ2＝－B cos θ·S，磁通量的变化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos 30°－sin30°)|＝3＋12BS，所以应选C项。

2．(2020·浙江诸暨模拟)有人设计了一种储能装置：在人的腰部固定一块永久磁铁，N 极向外；在手臂上固定一个金属线圈，线圈连接着充电电容器。

当手不停地前后摆动时，固定在手臂上的线圈能在一个摆动周期内，两次扫过别在腰部的磁铁，从而实现储能。

如下说法正确的答案是( D )A．该装置违反物理规律，不可能实现B．此装置会使手臂受到阻力而导致人走路变慢C．在手摆动的过程中，电容器极板的电性不变D．在手摆动的过程中，手臂受到的安培力方向交替变化[解析] D．在手摆动的过程中，线圈交替的进入或者离开磁场，使穿过线圈的磁通量发生变化，因而会产生感应电流，从而实现储能，该装置符合法拉第电磁感应定律，可能实现，选项A错误；此装置不会影响人走路的速度，选项B错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，如此电容器极板的电性不断改变。

选项C错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，手臂受到的安培力方向交替变化。

选项D正确。

3.如下列图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且与线圈相互绝缘。

当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向( B )A．向左B．向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里[解析] 解法一：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定如此可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。

第10章法拉第电磁感应定律10.1 法拉第电磁感应定律 (2)10.1.1磁通量 (2)10.1.2 楞次定律 (4)10.2 动生电动势 (6)10.3 感生电场 (8)10.4 发电机 (10)10.5 涡电流 (11)10.6 总结 (12)10.7 附录：感生电动势与参照系 (12)10.8 解题技巧：法拉第定律和楞次定律 (13)10.9 解题 (14)10.9.1 导线附近的矩形线圈 (14)10.9.2 面积变化的线圈 (15)10.9.3 滑动的棒 (15)10.9.4 运动的棒 (16)10.9.5 时变磁场 (17)10.9.6 运动线圈 (18)10.10 概念题 (19)10.11 附加题 (20)10.11.1 滑动棒 (20)10.11.2 斜劈上的滑动棒 (20)10.11.3 磁场中的RC电路 (21)10.11.4 滑动棒 (21)10.11.5 转动棒 (22)10.11.6 通过磁场的矩形线圈 (22)10.11.7 磁棒穿过线圈 (22)10.11.8 交流发电机 (23)10.11.9 时变磁场的电动势 (23)10.11.10 正方形线圈通过磁场 (24)10.11.11 下落的线圈 (24)法拉第电磁感应定律10.1 法拉第电磁感应定律到目前为止，我们研究的电场和磁场分别是由静电荷和运动电荷（电流）产生的。

在导体内置入电场将引起电流，它反过来又会产生磁场。

人们不禁要问，磁场能不能产生电场呢？1831年，法拉第（Michael Faraday）发现，随时间变化的磁场会产生电场。

这种现象称为电磁感应。

图10.1.1展示了法拉第的实验。

图10.1.1 电磁感应法拉第证明了，当磁铁相对于线圈静止时，电流计里没有电流。

但只要磁铁与线圈之间存在相对运动，线圈中就会感应出电流。

具体地说，当磁铁靠近线圈时，电流计指针偏向一个方向，当磁铁远离线圈时，电流计指针偏向相反方向。

第十章 电磁感应与电磁场补充习题一、填空题1. 半径为a 的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n ，螺线管导线中通过交变电流t I i ωsin 0=，则围在管外的同轴圆形回路（半径为r ）上的感生电动势为 。

2. 感应电场是由 产生的，它的电场线是 。

3. 引起动生电动势的非静电力是 力，引起感生电动势的非 静电力是 力。

4. 一根长为l 的直螺线管，截面积为S ，线圈匝数为N ，管内充满磁导率为μ的均匀磁介质，则该螺线管的自感系数L ＝ 。

5. 一自感系数为0.25H 的线圈，当线圈中的电流在0.01s 内由2A 均匀地减小到零。

线圈中的自感电动势的大小为 。

6. 电场能量密度表达式 ，磁场能量密度表达式 。

7. 长为L 的铜棒在均匀磁场B 中以角速度ω绕棒的一端做匀速转动，则棒中感应电势的大小是 。

二、选择题1. 如图所示，两个圆环形导体a 、b 互相垂直地放置，且圆心重合，当它们的电流I 1、和I 2同时发生变化时，则 （ ）(A) a 导体产生自感电流，b 导体产生互感电流；(B) b 导体产生自感电流，a 导体产生互感电流；(C) 两导体同时产生自感电流和互感电流；(D) 两导体只产生自感电流，不产生互感电流。

2. 长为l 的单层密绕螺线管，共绕有N 匝导线，螺线管的自感系数为L ，下列哪种说法是错误的？ （ ）(A) 将螺线管的半径增大一倍，自感为原来的四倍；(B) 换用直径比原来导线直径大一倍的导线密绕，自感为原来的四分之一；(C) 在原来密绕的情况下，用同样直径的导线再顺序密绕一层，自感为原来的二倍；(D) 在原来密绕的情况下，用同样直径的导线再反方向密绕一层，自感为零。

3. 有一长为l 截面积为A 的载流长螺线管绕有N 匝线圈，设电流为I ，则螺线管内的磁场能量近似为 （ ）(A)2220/l N AI μ； (B) )2/(2220l N AI μ；(C) 220/l AIN μ； (D) )2/(220l N AI μ4. 下列关于螺线管性质的描述中错误的是 （ ）（A ）管内磁场为nI B μ= （B ）自感系数V n L 2μ=，V 是管体积 （C ）贮存的能量2/LB W 2= （D ）通交流电时，管内外均有感生电场。

第十章 电磁感应§10-1法拉第电磁感应定律一、电磁感应现象，感应电动势电磁感应现象可通过两类实验来说明： 1．实验1〕磁场不变而线圈运动 2〕磁场随时变化线圈不动2．感应电动势由上两个实验可知：当通过一个闭合导体回路的磁通量变化时，不管这种变化的原因如何〔如：线圈运动，变；或不变线圈运动〕，回路中就有电流产生，这种现象就是电磁感应现象，回路中电流称为感应电流。

3．电动势的数学定义式定义：把单位正电荷绕闭合回路一周时非静电力做的功定义为该回路的电动势，即()⎰•=lK l d K ：非静电力ε 〔10-1〕说明：〔1〕由于非静电力只存在电源内部，电源电动势又可表示为⎰•=正极负极l d Kε说明：电源电动势的大小等于把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时，非静电力所做的功。

〔2〕闭合回路上处处有非静电力时，整个回路都是电源，这时电动势用普遍式表示：()⎰•=lK l d K ：非静电力ε〔3〕电动势是标量，和电势一样，将它规定一个方向，把从负极经电源内部到正极的方向规定为电动势的方向。

二法拉第电磁感应定律 1、定律表述在一闭合回路上产生的感应电动势与通过回路所围面积的磁通量对时间的变化率成正比。

数学表达式：dtd k i Φ-=ε 在SI 制中，1=k ，〔S t V Wb :;:;:εΦ〕，有dt d i Φ-=ε 〔10-2〕 上式中“-〞号说明方向。

2、i ε方向确实定为确定i ε，首先在回路上取一个绕行方向。

规定回路绕行方向与回路所围面积的正法向满足右手旋不定关系。

在此根底上求出通过回路上所围面积的磁通量，根据dt d i Φ-=ε计算i ε。

,0>Φ00<⇒>Φi dt d ε ,0>Φ00>⇒<Φi dt d ε 沿回路绕行反方向沿回路绕行方向:0:0<>i ε 此外，感应电动势的方向也可用楞次定律来判断。

楞次定律表述：闭合回路感应电流形成的磁场关系抵抗产生电流的磁通量变化。

第⼗章电磁感应与电磁波第⼗章电磁感应与电磁波⼀、基本要求1．掌握法拉利电磁感应定律、动⽣电动势、感⽣电动势、⾃感和互感、磁场的能量。

2．理解感⽣电场、位移电流、麦克斯韦⽅程组。

3．了解电磁振荡、电磁波、电磁波谱。

4．了解⽣物电阻抗。

⼆、本章内容提要1．法拉第电磁感应定律2．动⽣电动势和感⽣电动势（1）动⽣电动势（2）感⽣电动势（3）全电场的环路定理：⼀般地，空间中静电场和感⽣电场并存，总电场（也称全电场）是⼆者的⽮量叠加，式是静电场的环路定理在⾮稳恒磁场下的推⼴。

3．⾃感和互感（1）⾃感电动势为线圈的⾃感系数，简称⾃感。

（2）互感电动势为两线圈的互感系数，简称互感。

（3）通电线圈的⾃感磁能4．磁场中的能量能量密度磁场能量5．位移电流6．麦克斯韦⽅程组（1）有介质存在时静电场的⾼斯定理（2）磁场中的⾼斯定理（3）全电场的环路定理（4）磁场中的安培环路定理（5）各向同性介质的补充关系7．电磁波的性质（1）电磁波的频率与波源的振荡频率相同；（2）电磁波在真空中以光速传播；电磁波在介质中的速度为；（3）电磁波为横被。

三、典型例题例10-1⼀根条形磁铁在空中⾃由下落，中途穿过⼀闭合⾦属环，则它在环的上⽅、下⽅的加速度的值⼤于还是⼩于重⼒加速度？答：当条形磁铁下落、还在⾦属环上⽅时，引起穿过⾦属环中磁通量增⼤变化，根据楞次定律，从⽽在环中产⽣逆时针（从上⾯往下看）流的感⽣电流，此感⽣电流产⽣的磁场总是要反抗磁通量的变化，使条形磁铁在⾦属环中磁通量增⼤变化的速度减慢，故使磁铁下落的加速度减⼩，则有。

当条形磁铁下落到⾦属环下⽅时，则引起穿过⾦属环中磁通量减⼩变化，根据楞次定律，从⽽在环中产⽣顺时针（从上⾯往下看）流的感⽣电流，此感⽣电流产⽣的磁场总是要反抗磁通量的变化，使条形磁铁在⾦属环中磁通量减⼩变化的速度减慢，故使磁铁下落的加速度减⼩，则也有。

例10-2如图，长为b、宽为a的矩形线圈ABCD与⽆限长直载流导线共⾯，且线圈的长边平⾏于长直导线，线圈以速度v向右平移，t时刻其AD边距离长直导线为x；且长直导线中的电流按规律随时间变化，如图所⽰。

高二物理第十章知识点归纳总结高二物理课程中的第十章主要讲述了电磁感应、电磁波、电磁振荡等内容。

本文将对这些知识点进行归纳总结，帮助学生更好地理解和掌握这些重要概念。

一、电磁感应1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势的大小和方向。

∮E·dl=-dΦB/dt其中E为感应电动势，ΦB为磁通量，t为时间。

2. 感应电动势的产生当磁场穿过一个导体回路时，导体内就会产生感应电流。

感应电动势的大小与磁场变化的速率、导体回路的形状和磁场的强度有关。

3. 洛伦兹力和感应电动势的关系感应电动势的产生是由洛伦兹力作用于电子上引起的，导致电子运动。

二、电磁波1. 电磁波的概念电磁波是由电场和磁场相互耦合形成的波动现象，可以在真空中传播。

2. 电磁波的特性电磁波有频率、波长、波速等特性。

波长和频率之间的关系为λv=c，其中λ为波长，v为频率，c为光速。

3. 光的电磁波性质光既具有粒子性又具有波动性，可以解释一些光的现象，如衍射和干涉。

三、电磁振荡1. 电磁振荡的概念电磁振荡是由振荡电场和振荡磁场相互耦合形成的周期性变化现象。

2. 振荡电路的特点振荡电路由电感、电容和电阻组成，能够产生稳定的振荡信号。

振荡电路中的电荷和电流随时间变化呈周期性。

3. LC振荡电路LC振荡电路由电感和电容组成，能够产生简谐振荡。

振荡频率与电感和电容的数值有关。

四、电磁感应与电磁波的应用1. 发电机的工作原理发电机利用电磁感应的原理将机械能转化为电能。

发电机产生的电压和电流可通过导线传输和利用。

2. 变压器的工作原理变压器利用电磁感应的原理将交流电能从一个电路传输到另一个电路。

变压器能够改变电压的大小而不改变电能的大小。

3. 无线电的原理无线电是利用电磁波传输信息和能量的技术。

无线电技术已广泛应用于通信、广播和雷达等领域。

综上所述，高二物理第十章的知识点包括电磁感应、电磁波和电磁振荡等内容。

学生通过学习这些知识点，可以更好地理解电磁现象的本质和应用。