高中物理电磁感应公式总结
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【高三学习指导】高中物理知识点:电磁感应公式
摘要:
高三
是紧张又充满挑战的一年,在这一年里,同学们一定要把握住分分钟的时间,复习好每门功课,为大家整理了
高中物理
知识点,供大家参考。
十三、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
*4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),
ΔI:变化电流,??t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕
;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:
1H=103mH=106μH。
(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
总结:希望大家在高三阶段不要慌张,要做好自己的复习计划,好好复习高中物理知识点,成功是属于你们的。
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感谢您的阅读,祝您生活愉快。
高中物理电学公式大全一、电场。
1. 库仑定律。
- 公式:F = k(Q_1Q_2)/(r^2)(k = 9.0×10^9N· m^2/C^2)- 适用条件:真空中的点电荷。
2. 电场强度。
- 定义式:E=(F)/(q)(q为试探电荷,F是试探电荷在电场中所受的力)- 点电荷的电场强度:E = k(Q)/(r^2)(Q为场源电荷)- 匀强电场:E=(U)/(d)(U为电场中两点间的电势差,d为沿电场方向的距离)3. 电势差。
- 定义式:U_AB=frac{W_AB}{q}(W_AB是电荷q从A点移动到B点电场力做的功)4. 电场力做功。
- W = qU(q为电荷电量,U为电势差)- 特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置的电势差有关。
5. 电势能。
- E_p = qφ(q为电荷电量,φ为电势)- 电场力做功与电势能变化关系:W_AB=E_pA-E_pB二、电路。
1. 欧姆定律。
- 部分电路欧姆定律:I=(U)/(R)(I为电流,U为电压,R为电阻)- 闭合电路欧姆定律:I=(E)/(R + r)(E为电源电动势,R为外电路电阻,r为电源内阻)- 路端电压:U = E - Ir2. 电阻定律。
- R=ρ(l)/(a)(ρ为电阻率,l为导体长度,a为导体横截面积)3. 焦耳定律。
- Q = I^2Rt(Q为电热,I为电流,R为电阻,t为时间)- 纯电阻电路(Q = W):Q=UIt=frac{U^2}{R}t = I^2Rt- 非纯电阻电路(Q≠ W):W = UIt,Q = I^2Rt,W>Q,P_总=UI,P_热=I^2R三、磁场。
1. 磁感应强度。
- 定义式:B=(F)/(IL)(F为通电导线在磁场中所受的安培力,I为电流强度,L为导线长度,B的方向为小磁针静止时N极所指方向)- 当B与I垂直时F = BIL;当B与I夹角为θ时F = BILsinθ2. 洛伦兹力。
- f = qvB(q为带电粒子电量,v为粒子速度,B为磁感应强度)- 当B与v垂直时;当B与v夹角为θ时f = qvBsinθ- 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动:qvB = mfrac{v^2}{r},可得r=(mv)/(qB),周期T=(2π m)/(qB)四、电磁感应。
高中物理公式总结:电磁感应
电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
*4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),
ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕
(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=1 06μH。
(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
高中物理磁场公式大全_高中物理磁场公式总结1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A?m2.安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);©解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;(3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料1.[感应电动势的大小计算公式]1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)}3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}*4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH。
高中物理常考十大公式之法拉第电磁感应定律公式公式E=Blv单独一根导体棒切割磁感线时,产生的电动势大小为E=Blv;这里的Blv三者垂直,如果不垂直,需要将l等效替换,将v投影。
E=Blv与E=△Φ/△t的区别、联系联系由公式E=△Φ/△t推导E=Blv的过程。
如图,在某个△t时间内容,导体棒运行的距离为v*△t,磁通量的变化量为△Φ=B*△S=B*l*v*△t,显然E=△Φ/△t=Blv;也就是说,当△Φ的变化,是由于单根导体棒切割引起的时,E=Blv 与E=△Φ/△t是相通的。
区别E=Blv仅仅使用与单根导体棒切割引起Φ的变化,其他情况(如B变化、面积S是圆周状且半径均匀增大等)只能用E=△Φ/△t。
当没有闭合线圈时,不能用E=△Φ/△t;但可以用E=Blv来求解导体棒上电动势,这种情况是有感应电动势但无感应电流。
下面我们来做一个解释。
没有感应电流可以有感应电动势很多学生对此有疑问,编辑在这里简单做个说明。
虽然不产生感应电流,但可以产生感应电动势。
在咱们高中课本中,电动势的概念最早源于哪里?是恒定电路;不明白的同学去看物理选修3-1第二章内容。
这里提到的感应电动势,也是电动势(的一种),只不过是由感应(电磁感应)产生的而已;本质上不是有电源产生的,而是通过其他能量产生的。
举个例子,感应电动势与电动势,就像是黑猫是猫一样的道理。
因此,我们可以借助于电源的电动势与电流来理解感应电流与感应电动势之间的关系。
物理网编辑给大家做一个简要说明,如下:有电源,在没有导线连接成电路的情况下,没有电流;此时有电压、没有电流。
同样也可以适用于电磁感应。
由于切割磁感线,进而产生感应电动势(电压),但在没有导线连接成电路的情况下,自然是没有电流的。
大家想一想,是不是这个道理呢?用公式E=BLv求电动势应注意利用公式E=BLv求电动势这类习题在中学物理中是常见的,但利用此公式时应注意以下几点。
1. 此公式的应用对象是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电动势的计算,一般用于匀强磁场(或导体所在位置的各点的磁感应强度相同)。
高中电磁场公式汇总在高中物理中,电磁场是一个重要的概念。
它描述了电荷的运动和相互作用的方式,并且在日常生活中有很多应用。
下面是一些常见的电磁场公式:1.充电粒子的电场强度:E = k * Q / r^2其中,E是电场强度(单位是伏特/米),k是电力常数(9.0 * 10^9 N * m^2 /C^2),Q是充电粒子的电荷(单位是库仑),r是充电粒子到观察点的距离(单位是米)。
2.静电场能量密度:u = 1/2 * ε * E^2其中,u是能量密度(单位是焦耳/平方米),ε是真空介电常数(8.85 * 10^-12F/m),E是电场强度(单位是伏特/米)。
3.电动势:ΔV = E * d其中,ΔV是电动势(单位是伏特),E是电场强度(单位是伏特/米),d是电荷在电场中的位移(单位是米)。
4.电动势能:U = Q * ΔV其中,U是电动势能(单位是焦耳),Q是电荷(单位是库仑),ΔV是电动势(单位是伏特)。
5.电动势功率:P = U / t其中,P是电动势功率(单位是瓦),U是电动势能(单位是焦耳),t是时间(单位是秒)。
6.电容电压:V = Q / C其中,V是电容电压(单位是伏特),Q是电容器内的电荷(单位是库仑),C是电容(单位是库仑/伏特)。
7.电容电流:I = C * dV/dt其中,I是电流(单位是安培),C是电容(单位是库仑/伏特),dV/dt是电容电压的时间导数(单位是伏特/秒)。
8.电感电压:V = L * di/dt其中,V是电感电压(单位是伏特),L是电感(单位是亨利),di/dt是电感电流的时间导数(单位是安培/秒)。
9.电感电流:I = 1/L * ∫V dt其中,I是电流(单位是安培),L是电感(单位是亨利),V是电感电压(单位是伏特),∫V dt是电感电压的时间积分(单位是伏特*秒)。
10.磁场强度:B = μ * I / (2πr)其中,B是磁场强度(单位是牛顿/伏特),μ是真空磁导率(4π * 10^-7 牛顿/伏特),I是电流(单位是安培),r是观察点到电流的距离(单位是米)。
高中物理电磁公式大全总结一、电场部分。
1. 库仑定律。
- 公式:F = k(q_1q_2)/(r^2),其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2,F是两个点电荷之间的静电力,q_1、q_2是两个点电荷的电荷量,r是两个点电荷之间的距离。
2. 电场强度。
- 定义式:E=(F)/(q),其中F是电荷q在电场中受到的电场力,E表示电场强度。
- 点电荷的电场强度公式:E = k(Q)/(r^2),Q为场源电荷的电荷量,r为到场源电荷的距离。
- 匀强电场电场强度与电势差的关系:E=(U)/(d),U是沿电场方向两点间的电势差,d是这两点沿电场方向的距离。
3. 电势与电势差。
- 电势的定义式:φ=(E_p)/(q),E_p是电荷q在电场中具有的电势能。
- 电势差的定义式:U_AB=φ_A - φ_B=frac{W_AB}{q},W_AB是电荷q从A 点移动到B点电场力做的功。
4. 电势能。
- E_p = qφ,q为电荷量,φ为该点电势。
5. 电容器的电容。
- 定义式:C=(Q)/(U),Q是电容器所带的电荷量,U是电容器两极板间的电势差。
- 平行板电容器的电容公式:C=(varepsilon_rS)/(4π kd),其中varepsilon_r是相对介电常数,S是极板的正对面积,d是极板间的距离。
二、磁场部分。
1. 磁感应强度。
- 定义式:B=(F)/(ILsinθ)(当I与B垂直时,θ = 90^∘,B=(F)/(IL)),F是通电导线在磁场中受到的安培力,I是导线中的电流,L是导线的长度。
2. 安培力。
- 公式:F = BILsinθ,θ为电流方向与磁场方向的夹角。
当θ = 0^∘(电流与磁场方向平行)时,F = 0;当θ = 90^∘(电流与磁场方向垂直)时,F=BIL。
3. 洛伦兹力。
- 公式:f = qvBsinθ,q为带电粒子的电荷量,v为带电粒子的速度,θ为速度方向与磁场方向的夹角。
电磁感应磁生电第一部分电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.1磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.2磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.3磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.二、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.产生的电流叫做感应电流;2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电动势的条件:穿过电路的磁通量发生变化;理解:电磁感应的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.判断感应电流方向的思路:用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,如下:根据原磁场Φ原方向及ΔΦ情况确定感应磁场B 感方向判断感应电流I 感方向.重点题型汇总一、磁通量及其变化的计算:由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: 1、此公式只适用于匀强磁场; 2、式中的S 是与磁场垂直的有效面积3、磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的正方向是相同还是相反4、磁通量的变化量ΔΦ是指穿过磁场中某一面的末态磁通量Φ2与初态磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=|Φ2-Φ1|.例面积为S 的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中磁场区域足够大,磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab 为轴顺时针转900过程中,穿过abcd 的磁通量变化量ΔΦ=.解析设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsin θ减小到零,再由零增大到负向BScos θ,所以,磁通量的变化量为:ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ=-BScos θ+sin θ答案-BScos θ+sin θ点拨磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负.穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量. 二、感应电流方向的判定:方法一:右手定则部分导体切割磁感线;方法二:楞次定律例某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是D →→bB.先a →→b,后b →→a C.先b →→aD.先b →→a,后a →→b第二部分法拉第电磁感应定律一、感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,其电阻相当于电源内电阻.电动势是标量,感应电动势的方向就是电源内部电流的方向,由电源的负极指向电源的正极; 二、感应电动势的大小1.法拉第电磁感应定律: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.公式:nt∆ΦE =∆图9-1-3图9-1-1公式理解:①上式适用于回路中磁通量发生变化的情形,回路不一定闭合.②感应电动势E 的大小与磁通量的变化率成正比,而不是与磁通量的变化量成正比,更不是与磁通量成正比.要注意t∆Φ∆与ΔФ和Φ三个量的物理意义各不相同,且无大小上的必然关系.③当∆Φ由磁场变化引起时,t ∆∆Φ常用t B S ∆∆来计算;当∆Φ由回路面积变化引起时,t∆∆Φ常用t S B ∆∆来计算. ④由tnE ∆∆Φ=算出的是时间t ∆内的平均感应电动势,一般并不等于初态与末态电动势的算术平均值. ⑤n 表示线圈的匝数,可以看成n 个单匝线圈串联而成; 2.导体切割磁感线产生的感应电动势公式:θsin Blv E =,对公式的理解如下:①公式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算,其中L 是导体切割磁感线的有效长度,θ是矢量B 和v 方向间的夹角,且L 与磁感线保持垂直实际应用中一般只涉及此种情况.②若θ=900,即B ⊥v 时,公式可简化为E=BL v ,此时,感应电动势最大;若θ=00,即B ∥V 时,导体在磁场中运动不切割磁感线,E=0.③若导体是曲折的,则L 应是导体的有效切割长度,即是导体两端点在B 、v 所决定平面的垂线上的投影长度.④公式E=BL v 中,若v 为一段时间内的平均速度,则E 亦为这段时间内感应电动势的平均值;若v 为瞬时速度,则E 亦为该时刻感应电动势的瞬时值.⑤直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动,产生的感应电动势运用公式E=BL v 计算时,式中v 是导线上各点切割速度的平均值,20L v ω+=,所以ω221Bl v Bl E==-3.反电动势:反电动势对电路中的电流起削弱作用.三、几个总结:重点难点解析一、公式nt∆ΦE =∆和sin Lv θE =B 的比较=n t∆∆Φ求的是回路中Δt 时间内的平均电动势.=BL v sin θ既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势,也能求瞬时电动势.v 为平均速度,E 为平均电动势;v 为瞬时速度,E 为瞬时电动势.其中L 为有效长度.1E=BL v 的适用条件:导体棒平动垂直切割磁感线,当速度v 与磁感线不垂直时,要求出垂直于磁感线的速度分量.2122L ωE =B 的适用条件:导体棒绕一个端点垂直于磁感线匀速转动切割磁感线.3E=nBS ωsin ωt 的适用条件:线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴从中性面开始转动,与轴的位置无关.若从与中性面垂直的位置开始计时,则公式变为E=nBS ωcos ωt 3.公式nt∆ΦE =∆和E=BL v sin θ是统一的,前者当Δt →0时,E 为瞬时值,后者v 若代入平均速度v ,则求出的是平均值.一般说来,前者求平均感应电动势更方便,后者求瞬时电动势更方 便.二、Ф、ΔФ、ΔФ/Δt 三者的比较例一个200匝、面积为20cm 2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成300角,若磁感应强度在内由增加到,则始末通过线圈的磁通量分别为Wb 和Wb;在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量为Wb;磁通量的平均变化率为Wb/s;线圈中的感应电动势的大小为V.解析始、末的磁通量分别为:Φ1=B 1Ssin θ=×20×10-4×1/2Wb=10-4Wb Φ2=B 2Ssin θ=×20X10-4×1/2Wb=5×10-4Wb 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=4×10-4Wb磁通量变化率05.01044-=∆∆Φx t Wb/s=8×10-3Wb/s感应电动势大小nt∆ΦE =∆=200×8×10-3V=点拨Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt 均与线圈匝数无关,彼此之间也无直接联系;感应电动势Ε的大小取决于ΔΦ/Δt 和线圈匝数n,与Φ和ΔΦ无必然联系. 三、直导体在匀强磁场中转动产生的感应电动势直导体绕其一点在垂直匀强磁场的平面内以角速度ω转动,切割磁感线,产生的感应电动势的大小为:(1)以中点为轴时Ε=02以端点为轴时122L ωE =B 平均速度取中点位置线速度v =ωL/23以任意点为轴时122()122L L ωE =B -与两段的代数和不同第三部分互感和自感涡流一、互感与互感电动势1.互感现象:一个线圈中的电流变化时,所引起的磁场的变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫做互感现象.2.互感电动势:在互感现象中产生的电动势叫做互感电动势. 二、自感现象1.自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象.2.自感电动势1.定义:在自感现象中产生的电动势,叫做自感电动势. 2.作用:总是阻碍导体中原电流的变化.3.自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.即当电流增大时,自感电动势阻碍电流增大;当电流减小时,自感电动势阻碍电流减小.4.自感电动势的大小:Lt∆I E =∆,自感电动势的大小与电流的变化率成正比,其中L 为自感系数.3.自感系数:自感系数也叫自感或电感.自感系数L 由线圈本身的特性决定.L 的大小与线圈的长度、线圈的横截面积等因素有关,线圈越长,单位长度的匝数越多,横截面积越大,自感系数L 越大.另外,若线圈中有铁芯,自感系数L 会大很多.4.自感现象与互感现象的区别和联系区别:1互感现象发生在靠近的两个线圈间,而自感现象发生在一个线圈导体内部; 2通过互感可以把能量在线圈间传递,而自感现象中,能量只能在一个线圈中储存或释放. 联系:二者都是电磁感应现象.通电自感和断电自感的比较例如图9-3-6所示,A 、B 是两个完全相同的灯泡,L 是自感系数较大的线圈,其 直流电阻忽略不计.当电键K 闭合时,下列说法正确的是 比B 先亮,然后A 熄灭比A 先亮,然后B 逐渐变暗,A 逐渐变亮 、B 一齐亮,然后A 熄灭、B 一齐亮.然后A 逐渐变亮.B 的亮度不变 正解电键闭合的瞬间,线圈由于自感产生自感电动势,其作用相当于一个电源,这样对整个回路图9-3-6图9-3-7而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中.两个电源各自独立产生电流,实际上等于两个电流的叠加.根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向.图9-3-7a、b是两电源独立产生电流的流向图,C图是合并在一起的电流流向图.由图可知在A灯处原电流与感应电流反向,故A灯不能立刻亮起来.在B灯处原电流与感应电流同向,实际电流为两者之和,大于原电流,故B灯比正常发光亮因正常发光时电流就是原电流.随着自感的减弱,感应电流减弱,A灯的实际电流增大,B灯实际电流减少,A灯变亮,B灯变暗,直到自感现象消失,两灯以原电流正常发光,应选B.三、三、涡流1.涡流:当线圈的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,电流在导体内形成闭合回路,很像水的漩涡,把它叫做涡电流,简称涡流.特点:整块金属的电阻很小,涡流往往很大.四.电磁阻尼与电磁驱动1电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼.(2)电磁驱动:磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力,安培力使导体运动,这种作用称为电磁驱动.注意:电磁阻尼与电磁驱动也是一种特殊的电磁感应现象,原理上都可以用楞次定律解释.五、电磁感应中的能量问题1.电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功.此过程中,其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量.安培力做功的过程,是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.2.解决这类问题的一般步骤:1用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向2画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率的表达式3分析导体机械能的变化,用动能定理或能量守恒关系,得到机械功率的改变所满足的方程。
十五、电磁感应1、磁通量设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,磁场的磁感应强度为B ,平面的面积为S ,如图所示。
一、知识网络二、画龙点睛概念(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,简称磁通。
(2)公式:Φ=BS当平面与磁场方向不垂直时,如图所示。
Φ=BS⊥=BScosθ(3)物理意义物理学中规定:穿过垂直于磁感应强度方向的单位面积的磁感线条数等于磁感应强度B。
所以,穿过某个面的磁感线条数表示穿过这个面的磁通量。
(4)单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb。
1Wb=1T·1m2=1V·s。
(5) 磁通密度:B=ΦS⊥磁感应强度B为垂直磁场方向单位面积的磁通量,故又叫磁通密度。
2、电磁感应现象(1)电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象,叫做电磁感应现象。
(2)感应电流:在电磁感应现象中产生的电流,叫做感应电流。
(3)产生电磁感应现象的条件①产生感应电流条件的两种不同表述a.闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动b.穿过闭合电路的磁场发生变化②两种表述的比较和统一a.两种情况产生感应电流的根本原因不同闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动时,是导体中的自由电子随导体一起运动,受到的洛伦兹力的一个分力使自由电子发生定向移动形成电流,这种情况产生的电流有时称为动生电流。
穿过闭合电路的磁场发生变化时,根据电磁场理论,变化的磁场周围产生电场,电场使导体中的自由电子定向移动形成电流,这种情况产生的电流有时称为感生电流。
b.两种表述的统一两种表述可统一为穿过闭合电路的磁通量发生变化。
③产生电磁感应现象的条件不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。
条件:a.闭合电路;b.磁通量变化3、电磁感应现象中能量的转化能的转化守恒定律是自然界普遍规律,同样也适用于电磁感应现象。
3、感应电动势(1)定义:在电磁感应现象中产生的电动势,叫做感应电动势。
高中电磁感应公式大全高中电磁感应公式大全在学习电磁感应时,我们需要掌握一系列与电磁感应相关的公式。
这些公式帮助我们理解电磁感应现象,并在解决问题时提供计算依据。
下面是高中电磁感应公式的一些常见和重要的例子:1. 法拉第电磁感应定律(法拉第第一定律):ε = -dΦ/dt这个公式描述了当磁通量Φ随时间发生变化时,感应电动势ε的大小和方向。
其中,ε代表感应电动势,Φ代表磁通量,t代表时间,dΦ/dt表示磁通量的变化率。
2. 洛伦兹力公式:F = q(v × B)这个公式描述了一个带电粒子在磁场B中受到的洛伦兹力F的大小和方向。
其中,q代表电荷量,v代表带电粒子的速度,×表示向量叉积。
3. 磁感应强度公式:B = μ(H + M)这个公式描述了磁场B的强度与磁场强度H和磁化强度M之间的关系。
其中,B代表磁感应强度,H代表磁场强度,M代表磁化强度,μ为真空磁导率。
4. 感应电流公式:I = ε/R这个公式描述了感应电动势ε驱动下的感应电流I与电阻R之间的关系,符合欧姆定律。
其中,I代表感应电流,ε代表感应电动势,R代表电阻。
5. 感应电动势公式:ε = Blv这个公式描述了导体在磁场中运动时所感受到的感应电动势的大小。
其中,ε代表感应电动势,B代表磁感应强度,l代表导体的长度,v代表导体的速度。
6. 感应电动势公式(旋转导体):ε = BωA这个公式描述了旋转导体所感受到的感应电动势的大小。
其中,ε代表感应电动势,B代表磁感应强度,ω代表角速度,A代表导体的面积。
这些公式是高中电磁感应学习的基础,通过掌握它们,我们可以更好地理解和应用电磁感应的知识。
在解决与电磁感应相关的问题时,我们可以根据实际情况选择合适的公式进行计算,从而推导出所需的结果。
同时,通过实验和实践,我们也可以更深入地理解这些公式的物理本质及其应用范围。
高中物理电磁感应公式总结
1、[感应电动势的大小计算公式]
1、E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2、E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}
3、Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4、E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2、磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3、感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
4、自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),
ΔI:变化电流,Δt:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点
(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;
(3)单位换算:1H=103mH=106μH。
(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯。