電場磁場電磁感應基本知識點回顧

1、電場磁場電磁感應基本知識點回顧一：電場1 .電場強度（1）場強定義式：E=（其中F為檢驗電荷所受電場力，q為檢驗電荷q電量，但場強與F、q均無關，而由場源電荷及該點位置決定）本公式適用于任意電場（2）真空中點電荷電場場強：E=kgr本公式僅適用于真空中的點電荷2 .電勢差表達式：UAB=WAB（兩點電勢差與Wab、q無關）q勻強電場中：U=Ed（其中d為電場中兩點沿電場線方向的距離）3 .電勢能（1）表達式：WAB=Uabq二：磁場1、磁感應強度表示磁場強弱的物理量.是矢量.大?。築=F/Il（電流方向與磁感線垂直時的公式）方向：左手定則：是磁感線的切線方向；是小磁針N極受力方向；是小磁針靜止

2、時N極的指向.不是導線受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向.單位：牛/安米，也叫特斯拉，國際單位制單位符號T.2、磁通量與磁通密度1 .磁通量：穿過某一面積磁力線條數(shù)，是標量.2 .磁通密度B:垂直磁場方向穿過單位面積磁力線條數(shù)，即磁感應強度，是矢量.3 .二者關系：8=蟲/$（當B與面垂直時），=BScos0,ScosO為面積垂直于B方向上的投影，。是B與S法線的夾角.3、安培力（左手定則）1 .安培力：通電導線在磁場中受到的作用力叫做安培力2 .安培力的計算公式：F=BILsin0（。是I與B的夾角）；通電導線與磁場方向垂直時，即0=900,此時安培力有最大值；通電導線與磁場方向平

3、行時，即0=00,此時安培力有最小值，F(xiàn)=0N;00vBv900時，安培力F介于0和最大值之間.4、洛侖茲力（左手定則）磁場對運動電荷的作用力1 .洛倫茲力的公式：f=qvBsin0,。是V、B之間的夾角.三、電磁感應E=BLv右手定則（感應電流的方向磁感線方向?qū)w運動方向）伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直從手心進入，拇指指向?qū)w運動的方向，其余四肢所指的方向就是感應電流的方向歸納：左、右手定則的應用電磁感應1、磁通量9、磁通量變化、磁通量變化率對比表.t磁通量中磁通量變化磁通量變化率一At物理息義某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數(shù)穿過某個面的磁通量隨時間

4、的變化量表述磁場中穿過某個面的磁通量變化快慢的物理量大小計算G=BS_L,S_L為與B垂直的面積，不垂直式，取S在與B垂直方向上的投影6=62-61,或G=BAS,或6=SABcAS-=B或t&9-AB二BAt&注息問題若穿過某個回后方向相反的磁場，則不能直接用6=B,S,應考慮相反方向的磁通量或抵消以后所剩余的磁通量開始和轉過1800時平面都與磁場垂直，但穿過平面的磁通量是/、同的，一正一負，其中=B=BS,而/、是零既不表示磁通量的大小也/、表小磁通里變化的多少，在G=t圖像中，可用圖線的斜率表示2、電磁感應現(xiàn)象與電流磁效應的比較電磁感應現(xiàn)象電流磁效應關系利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象電流產(chǎn)生磁場

5、電能夠生磁，磁能夠生電3、產(chǎn)生感應電動勢和感應電流的條件比較產(chǎn)生感應電流的條件只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就后感應電流產(chǎn)生，即產(chǎn)生感業(yè)電流的條件有兩個：電路為閉合回路回路中磁通量發(fā)生變化，力#0產(chǎn)生感應電動勢的條件不管電路閉合與否，只要電路中磁通量發(fā)生變化，電路中就后感應電動勢廣生4、感應電動勢在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢，產(chǎn)生感應電流比存在感應電動勢，產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電源，電路斷開時沒有電流，但感應電動勢仍然存在。(1) 電路不論閉合與否，只要有一部分導體切割磁感線，則這部分導體就會產(chǎn)生感應電動勢，它相當于一個電源(2) 不論電路閉合與否，只要電路

6、中的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應電動勢，磁通量發(fā)生變化的那部分相當于電源。6,5、公式E=n與E=BLvsin日的區(qū)別與聯(lián)系：tE=ntE=BLvsin0區(qū)別(1)求的是At時間內(nèi)的平均感應電動勢，E與某段時間或某個過程相對應(1)求的是瞬間感應電動勢，E與某個時刻或某個位直相對應(2)求的是整個回路的感應電動勢，整個回路的感應電動勢為零時，其回路中某段導體的(2)求的是回路中一部分導體切割磁感線是產(chǎn)生的感應電動勢(3)由于是整個回路的感應電動勢，因此電源部分不容易確定(3)由于是一部分導體切割磁感線的運動產(chǎn)生的，該部分就相當于電源。聯(lián)系公式E=n和E=BLvsin日是統(tǒng)一的，當N一0時，

7、E為瞬時感應電動t勢，只是由于高中數(shù)學知識所限，現(xiàn)在還不能這樣求瞬時感應電動勢，而公式E=BLvsin0中的v若代入v,則求出的E為平均感應電動勢6、楞次定律(1)感應電流方向的判定方法方法內(nèi)容及方法使用范圍楞次定律感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，這就是楞次定律運用楞次定律判定感應電流方向的步驟：1)分析穿過閉合回路的原磁場方向；2)分析穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少；3)根據(jù)楞次定律確定感應電流磁場的方向；4)利用安培定則判定感應電流的方向、使用與磁通量變化引起感應電流的各種情況(包部分導線做切割磁感線運動的情況)右手定則伸開右手，讓大拇指跟其

8、余四指垂閉合電路的部分導體做切割磁直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直傳入掌心，大拇指指向?qū)w運動的方向，其余四指所指的方向就是感應電流的方向。感線運動而產(chǎn)生感泡電流的情況(2)楞次定律中“阻礙”的含義誰阻礙誰感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁場的磁通量的變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身如何阻礙磁通量增加時，阻礙其增加，感應電流的磁場和原磁場方向相反，起抵消作用；磁通量減少時，阻礙其減少，感應電流的磁場和原磁場方向一致，起補償作用結果如何“阻礙”不是“阻止”，只是延緩了磁通量的變化，但這種變化仍繼續(xù)進行(3)對楞次定律中“阻礙”的含義還可以推廣為感應電流的效果總是要

9、阻礙產(chǎn)生感應電流的原因1)阻礙原磁通量的變化或原磁場的變化;2)阻礙相對運動，可理解為“來拒去留”3)使線圈面積有擴大或縮小趨勢；4)阻礙原電流的變化。7、電磁感應中的圖像問題(1)圖像問題圖像類型(1)磁感應強度B、磁通量中、感應電動勢E和感應電流I隨時間t變化的圖像，即B-t圖像、-t圖像、E-t圖像和I-t圖像(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢E和感應電流I隨線圈位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像問題類型(1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像(2)由給定的有關圖像分析電磁感應過程，求解相應的物理量應用知識左手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓運動

10、定律、相關數(shù)學知識等(3) 解決這類問題的基本方法1)明確圖像的種類，是B-t圖像還是-t圖像、或者E-t圖像和I-t圖像2)分析電磁感應的具體過程3)結合法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律列出函數(shù)方程。4)根據(jù)函數(shù)方程，進行數(shù)學分析，如斜率及其變化，兩軸的截距等。5)畫圖像或判斷圖像。8、自感渦流(1)通電自感和斷電自感比較通電自感斷電自感電路圖器材要求Ai、A2同規(guī)格，R=Rl,L較大L很大(有鐵芯)，RlRa現(xiàn)象在S閉合瞬間，A2燈立即亮起來，Ai燈逐漸變亮，最終一樣亮在開關S斷開時，燈A突然閃亮一下后再漸漸熄滅(當抽掉鐵芯后，重做實驗，開關S斷開時，會看到燈A較快熄滅)原因由

11、于開關S閉合時，流過電感線圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的增大，是流過Ai燈的電流比流過A2燈的電流增加的慢開關S斷開時，流過線圈L的電流減小，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時間；在S斷開后，通過L的電流反向通過電燈A且由于RlRa，使得流過A燈的電流在開關斷開瞬間突然增大，從而使A燈的發(fā)光功率突然變大能量轉化情況電能轉化為磁場能磁場能轉化為電能(2)自感電動勢和自感系數(shù)II1)自感電動勢：E=L，式中為電流的變化率，L為自感系數(shù)。.：t.：t2)自感系數(shù)：自感系數(shù)的大小由線圈本身的特性決定，線圈越長，單位長度的匝數(shù)越多，橫截面積越大，自感系數(shù)越大，若

12、線圈中加有鐵芯，自感系數(shù)會更大。(3)渦流渦流的產(chǎn)生渦流實際上是一種特殊的電磁感應現(xiàn)象，只要把金屬塊放在變化的磁場中，或者是讓金屬塊在磁場中運動，金屬塊中均可產(chǎn)生渦流渦流的減少在各種電機和變壓器中，為了減少渦流，在電機和變壓器上通常用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓制成的鐵芯渦流的利用冶煉金屬的高頻感應爐就是利用強大的渦流使金屬盡快熔化，電學測量儀表的指針快速停止擺動也是利用鋁框在磁場中轉動產(chǎn)生的渦流，家用電磁爐也是利用渦流原理制成的9、電磁感應中的“棒-軌”模型(1)一根導體棒在導軌上滑動類型“電-動-電”型“動-電-動”型示息圖導軌間距L,導體棒質(zhì)量m,電阻R,導軌光滑，電阻不計。導軌間距L,導體

13、棒質(zhì)量m,電阻R,導軌光滑，電阻不計。運動分析S閉合，棒ab受安培力F=，此時RBLE一人一，a=，棒ab速度vT一感應電動勢mRBLvT一電流IJ一安培力F=BILJ一力口速度aJ,當安培力F=0時,a=0,v最大棒ab釋放后下滑，此日a=gsinct，棒ab速度vT一感應電動勢BLvT一電流I=J一安培力F=BILJ一加速度aRJ,當宏培力F=mgsinct時,a=0,v取大最終狀態(tài)棒做加速度逐漸減小得加速運動，最后做勻速運動，最大速度Vm=E/BL棒做加速度逐漸減小得加速運動，最后做勻速運動，最大速度mgRsinavm22BL(3)兩根導體棒在導軌上滑動類型光滑平行導軌光滑不等距導軌示息

14、圖導體棒質(zhì)量m1、m2,電阻r1、r2,導軌間距L,電阻忽略不計。導體棒質(zhì)量m1、m2,電阻r1、r2,導軌間距Li=2L2,電阻忽略不計穩(wěn)態(tài)分析桿MN做加速度逐漸減小得減速運動，桿PQ做加速度逐漸減小得加速運動，穩(wěn)定時，兩桿的加速度為零，以相等的速度勻速運動。桿MN做加速度逐漸減小得減速運動，桿PQ做加速度逐漸減小得加速運動，穩(wěn)定時，兩桿的加速度為零，兩桿的速度之比為1:2示息圖導體棒質(zhì)量m1、m2,電阻1、2,導軌間距L,電阻忽略不計。導體棒質(zhì)量m1、m2,電阻小收，導軌間距Li=2L2,電阻忽略不計穩(wěn)態(tài)分析桿MN做加速度逐漸增大的加速運動，桿PQ做加速度逐漸減小得加速運動，穩(wěn)定時，兩桿以

15、相同的加速度做勻變速直線運動桿MN做加速度逐漸增大的加速運動，桿PQ做加速度逐漸減小的加速運動，穩(wěn)定時，兩桿做勻變速直線運動，但桿PQ的加速度大于桿MN的加速度安培力和洛倫茲力的概念1、洛倫茲力：運動電荷在磁場中所受到的力稱為洛倫茲力，即磁場對運動電荷的作用力。荷蘭物理學家洛侖茲(18531928)首先提出了運動電荷產(chǎn)生磁場和磁場對運動電荷有作用力的觀點，為紀念他，人們稱這種力為洛侖茲力。洛倫茲力的公式是f=qvB(適用條件：磁場是勻強磁場，v與B方向垂直)。式中q、v分別是點電荷的電量和速度；B是點電荷所在處的磁感應強度。v與B方向不垂直時，洛倫茲力的大小是f=|q|vBsin0,其中。是v

16、和B的夾角。洛倫茲力的方向遵循左手定則。由于洛倫茲力始終垂直于電荷的運動方向，所以它對電荷不作功，不改變運動電荷的速率和動能，只能改變電荷的運動方向使之偏轉。洛倫茲力既適用于宏觀電荷，也適用于微觀荷電粒子。電流元在磁場中所受安培力就是其中運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。導體回路在恒定磁場中運動，使其中磁通量變化而產(chǎn)生的動生電動勢也是洛倫茲力的結果，洛倫茲力是產(chǎn)生動生電動勢的非靜電力。2、安培力：磁場對電流的作用力通常稱為安培力，這是為了紀念安培在研究磁場對通電導線的作用方面的杰出貢獻而命名的。大量實驗表明，垂直于磁場的一段通電導線，在磁場中某處受到的安培力的大小F跟電流強度I和導線的長度L的乘

17、積成正比。即：電流為I、長為L的直導線，在勻強磁場B中受到的安培力大小為：F=ILBsin(I,B),電動機的工作原理就是基于此式，其中(I,B)為電流方向與磁場方向間的夾角。安培力的方向由左手定則判定。對于任意形狀的電流受非勻強磁場的作用力，可把電流分解為許多段電流元IL,每段電流元處的磁場B可看成勻強磁場，受的安培力為F=IL-Bsin(I,B),把這許多安培力加起來就是整個電流受的力。應該注意，當電流方向與磁場方向相同或相反時，即(I,B)=0或TT時，電流不受磁場力作用。當電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大為F=ILB。安培力的實質(zhì)是形成電流的定向移動的電荷所受洛倫茲力的合力

18、。磁場對運動電荷有力的作用，這是從實驗中得到的結論。同樣，當電荷的運動方向與磁場垂直時不受洛倫茲力作用，也是從實驗觀察中得知的。當電流方向與磁場平行時，電荷的定向移動方向也與磁場方向平行，所受洛倫茲力為零，它們的合力安培力也為零。洛倫茲力不做功是因為力的方向與粒子的運動方向垂直，根據(jù)功的公式W=FScosz,a=90度時W=Q而安培力是與導線中的電流方向垂直，與導線的運動方向并不一定垂直，一般遇到的情況大多是在同一直線上的，所以安培力做功不為零。磁通量小、磁通量的變化A小及磁通量變化率APAt是磁場理論中很重要的基本概念。1、磁通量4磁感應強度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量,定義式為=BSo如果面積S與磁感應強度B不垂直，可將磁感應