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高中物理电磁感应教案

发表时间:2021-01-25

高中物理《电磁感应》核心知识点归纳。

一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师缓解教学的压力,提高教学质量。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢?下面是小编帮大家编辑的《高中物理《电磁感应》核心知识点归纳》,仅供您在工作和学习中参考。

高中物理《电磁感应》核心知识点归纳

一、电磁感应现象

1、产生感应电流的条件

感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。

以上表述是充分必要条件。不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。

2、感应电动势产生的条件。

感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。

这里不要求闭合。无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。

3、关于磁通量变化

在匀强磁场中,磁通量,磁通量的变化有多种形式,主要有:

①S、α不变,B改变,这时

②B、α不变,S改变,这时

③B、S不变,α改变,这时

二、楞次定律

1、内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。

(1)从“阻碍磁通量变化”的角度来看,无论什么原因,只要使穿过电路的磁通量发生了变化,就一定有感应电动势产生。

(2)从“阻碍相对运动”的角度来看,楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的,所以只能是机械能转化为电能,因此机械能减少。磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。

(3)从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。自感现象中产生的自感电动势总是阻碍自身电流的变化。

2、实质:能量的转化与守恒

3、应用:对阻碍的理解:

(1)顺口溜“你增我反,你减我同”

(2)顺口溜“你退我进,你进我退”

即阻碍相对运动的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。“你减我同”的意思是如果磁通量减小,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。

(3)用以判断感应电流的方向,其步骤如下:

①确定穿过闭合电路的原磁场方向;

②确定穿过闭合电路的磁通量是如何变化的(增大还是减小);

③根据楞次定律,确定闭合回路中感应电流的磁场方向;

④应用安培定则,确定感应电流的方向.

三、法拉第电磁感应定律

1、定律内容:感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小,与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。

(1)决定感应电动势大小因素:穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢

(2)注意区分磁通量中,磁通量的变化量,磁通量的变化率的不同

2、导体切割磁感线:ε=BLv.

应用该式应注意:

(1)只适于导体切割磁感线的情况,求即时感应电动势(若v是平均速度则ε为平均值);

(2)B,L,v三者相互垂直;

(3)对公式ε=BLvsinθ中的θ应理解如下:

①当B⊥L,v⊥L时,θ为B和v间夹角,如图(a);

②当v⊥L,B⊥v时,θ为L和B间夹角;

③当B⊥L,v⊥B时,θ为v和L间夹角。

上述①,②,③三条均反映L的有效切割长度。

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

3、回路闭合

式中ΔΦ为回路中磁通量变化,Δt为发生这段变化所需的时间,n为匝数.

四、自感现象

1、自感现象是指由于导体本身的电流发生变、化而产生的电磁感应现象。

由于线圈(导体)本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。自感电动势总量阻碍线圈(导体)中原电流的变化。

2、自感系数简称自感或电感,它是反映线圈特性的物理量。线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,它的自感系数就越大。另外,有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。自感现象分通电自感和断电自感两种。

3、自感电动势的大小跟电流变化率成正比

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

L是线圈的自感系数,是线圈自身性质,线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,有铁芯则线圈的自感系数L越大。单位是亨利(H)。

五、主要的计算式

1、感应电动势大小的计算式:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

注:若闭合电路是一个匝的线圈,线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动势的n倍。E是时间内的平均感应电动势

2、几种题型

①线圈面积S不变,磁感应强度均匀变化:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

②磁感强度不变,线圈面积均匀变化:

③B、S均不变,线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时,计算式为:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

3、导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算式

(1)公式:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

(2)题型:

①若导体变速切割磁感线,公式中的电动势是该时刻的瞬时感应电动势。

②若导体不是垂直切割磁感线运动,v与B有一夹角,如图b:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

③若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时,导体上各点的线速度不同,不能用计算,而应根据法拉第电磁感应定律变成“感应电动势大小等于直线导体在单位时间内切割磁感线的条数”来计算,如下图c:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

从图示位置开始计时,经过时间,导体位置由oa转到oa1,转过的角度

,则导体扫过的面积,切割的磁感线条数(即磁通量的变化量)

单位时间内切割的磁感线条数为:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

,单位时间内切割的磁感线条数(即为磁通量的变化率)等于感应电动势的大小:

即:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

计算时各量单位:

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

④转动产生的感应电动势

A.转动轴与磁感线平行。如图d,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外,长L的金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时,必须注意其中的速度v应该指导线上各点的平均速度,在本题中应该是金属棒中点的速度,因此有。

高中物理:“电磁感应”核心知识点归纳

B.线圈的转动轴与磁感线垂直。如图,矩形线圈的长、宽分别为L1、L2,所围面积为S,向右的匀强磁场的磁感应强度为B,线圈绕图e示的轴以角速度ω匀速转动。线圈的ab、cd两边切割磁感线,产生的感应电动势相加可得E=BSω。如果线圈由n匝导线绕制而成,则E=nBSω。从图16-8示位置开始计时,则感应电动势的瞬时值为e=nBSωcosωt。该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关(但是轴必须与B垂直)。

实际上,这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式。

相关知识

高中物理《电磁感应》复习指导


一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢?下面是小编为大家整理的“高中物理《电磁感应》复习指导”,仅供参考,欢迎大家阅读。

高中物理《电磁感应》复习指导

1.★电磁感应现象: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。
(1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0。(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
(2)电磁感应现象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。
2.磁通量(1)定义:磁感应强度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,定义式:Φ=BS。如果面积S与B不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′,即Φ=BS′,国际单位:Wb
求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正。反之,磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。
3、★楞次定律
(1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。
(2)对楞次定律的理解
①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。
②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。
(3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种:
①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感)。
★★★★4.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。表达式E=nΔΦ/Δt
当导体做切割磁感线运动时,其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时,感应电动势E=BLv。(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度,算出的就是平均电动势。(2)公式的变形
①当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时,感应电动势:E=nSΔB/Δt。
②如果磁感强度不变,而线圈面积均匀变化时,感应电动势E=Nbδs/Δt。
5.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。(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化。
6.日光灯工作原理
(1)起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用,起动的关键就在于断开的瞬间。
(2)镇流器的作用:日光灯点燃时,利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时,利用自感现象,对灯管起到降压限流作用。
7.电磁感应中的电路问题
在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流。因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:
(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)画等效电路。
(3)运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解。
8.电磁感应现象中的力学问题
(1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是:①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。②求回路中电流强度。
③分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向)。④列动力学方程或平衡方程求解。
(2)电磁感应力学问题中,要抓好受力情况,运动情况的动态分析,导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定运动状态,抓住a=0时,速度v达最大值的特点。
9.电磁感应中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为电能,具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内能,因此,电磁感应过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动),对应的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决这类问题的基本方法是:
(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表达式。
(3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
10.电磁感应中图像问题
电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围。
另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断。

高中物理电磁感应公式总结


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。

高考物理知识点积累:电磁感应


高考物理知识点积累:电磁感应

1.★电磁感应现象: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。

(1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0。(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

(2)电磁感应现象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。

2.磁通量

(1)定义:磁感应强度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,定义式:Φ=BS。如果面积S与B不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′,即Φ=BS′,国际单位:Wb

求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正。反之,磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。

3.★楞次定律

(1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。

(2)对楞次定律的理解

①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。

②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。

(3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种:

①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感)。

★★★★4.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。表达式E=nΔΦ/Δt

当导体做切割磁感线运动时,其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时,感应电动势E=BLv。(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度,算出的就是平均电动势。(2)公式的变形

①当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时,感应电动势:E=nSΔB/Δt。

②如果磁感强度不变,而线圈面积均匀变化时,感应电动势E=Nbδs/Δt。

5.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。(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化。

《电磁感应》知识点总结


《电磁感应》知识点总结

1、磁通量的计算:
①根据定义,穿过闭合回路的磁感应线的条数。
②回路处于足够大的匀强磁场当中,φ=Bscosθ计算
③磁场有界,按有效面积计算
④回路中有反向磁场,则两部分相减
2、形成感应电流的条件
3、感应电流方向判断-楞次定律、右手定则
①内容
②使用步骤
③感应电流受安培力的方向:阻碍相对运动
④感应电流受到的安培力产生的作用效果。运动结果阻碍磁通量的变化。
4、感应电动势大小-法拉第电磁感应定律
(1)会计算感应电动势大小
①通式:E=△φ/△t
②切割:E=BLv
③螺线管:E=ns△B/△t
④自感:E=L△讠/△t(高中不要求)
⑤交流电:e=nBsωcosωt
(2)结合闭合电路欧姆定律使用
①路端电压
②干路电流
③相关动态分析
(3)进一步结合力学
①安培力大小,方向
②安培力作用下的平衡、牛二。
③安培力做功与能量转化。
(4)电磁感应过程的图像表示:电磁感应中的转折点