高二物理電磁感應、電磁場電磁波的知識點總結
2012.6
一、產生感應電流的條件：
1.磁通量發生變化（產生感應電動勢的條件）
2.閉合迴路
*引起磁通量變化的常見情況：
（1）線圈中磁感應強度發生變化
（2）線圈在磁場中面積發生變化（如：閉合迴路中的部分導體做切割磁感線運動）
（3）線圈在磁場中轉動
二、感應電流的方向判定：
1.楞次定律：（適用磁通量發生變化）
感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
關於「阻礙」的理解：
（1）「阻礙」是「阻礙原磁通量的變化」，而不是阻礙原磁場；
（2）「阻礙」不是「阻止」，儘管「阻礙原磁通量的變化」，但閉合迴路中的磁通量仍然在變化；
（3）「阻礙」是「阻礙變化」，當原磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反——阻礙原磁通量的增加；當原磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同——阻礙原磁通量的減少。
2．右手定則：（適用導體切割磁感應線）
伸開右手，讓拇指跟其餘四指垂直，並且都跟手掌在乙個平面內，
讓磁感線垂直從手心進入，拇指指向導體運動的方向，其餘四指指的就是感應電流的方向。其中四指指向還可以理解為：感應電動勢高電勢處。
*應用楞次定律判斷感應電流方向的具體步驟
①明確閉合迴路中原磁場方向（穿過線圈中原磁場的磁感線的方向）。
②把握閉合迴路中原磁通量的變化（φ原是增加還是減少）。
③依據楞次定律，確定迴路中感應電流磁場的方向（b感取什麼方向才能阻礙φ原的變化）。
④利用安培定則，確定感應電流的方向（b感和i感之間的關係）。
*楞次定律的拓展
1．當閉合迴路中磁通量變化而引起感應電流時，感應電流的效果總是阻礙原磁通量的變化。(增反減同)
2．當線圈和磁場發生相對運動而引起感應電流時，感應電流的效果總是阻礙二者之間的相對運動（來斥去吸）。
3．當線圈中自身電流發生變化而引起感應電流時，感應電流的效果總是阻礙原電流的變化（自感現象）。
三、感應電動勢的大小：
1. 法拉第電磁感應定律：在電磁感應現象中，電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。
公式：①（常用於計算平均值），其中n為線圈的匝數。
理解：感應電動勢的大小取決於穿過電路的磁通量的變化率（是描述磁通量變化快慢的物理量，表示迴路中平均感應電動勢的大小，是圖象上某點切線的斜率），與φ的大小及△φ的大小沒有必然聯絡。
2. 直導體在勻強磁場中平動切割磁感線產生的感應電動勢：
公式：② e = blv （常用於計算瞬時值）（要求b、l、v三者兩兩垂直，否則要分解到垂直的方向上 ）
四、自感
1.自感現象
當閉合迴路的導體中的電流發生變化時，導體本身就產生感應電動勢，這個電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化。這種由於導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象，叫做自感現象。
2、自感電動勢
（1）在自感現象中產生的感應電動勢叫自感電動勢。其效果表現為延緩導體中電流的變化。
（2）方向:當流過導體的電流減弱時，e自的方向與原電流的方向相同,當流過導體的電流增強時，e自的方向與原電流的方向相反。總表現為一種「延緩」效應。
3、自感係數
（1）不同的線圈在電流變化快慢相同的情況下，產生的自感電動勢不同；在電學中，用自感係數「l」來描述線圈的這種特性。
（2）「l」決定因素：線圈的橫截面積越大、線圈越長、單位長度上的線圈匝數越多，自感係數越大；有鐵芯比無鐵芯時自感係數要大得多。
（3）單位：亨利，簡稱「亨」，符號「h」。
（4）物理意義：表徵線圈產生自感電動勢本領的大小。數值上等於通過線圈的電流在1s內改變1a時產生的自感電動勢的大小。
4、自感現象的應用和防止
（1）應用：①日光燈電路中的鎮流器，②無線電裝置中和電容器一起組成的振盪電路等。
（2）危害及防止：
①在自感係數很大而電流又很強的電路中，切斷電路的瞬時，會因產生很高的自感電動勢而出現電弧，從而危及工作人員和裝置的安全，此時可用特製的安全開關。②製作精密電阻時，採用雙線繞法，防止自感現象的發生、減小因自感而造成的誤差。③也可以通過阻斷形成自感所必需的通路或設法減小自感係數來減少自感的危害。
5、典型的自感現象
通電自感斷電自感
a1卻是逐漸亮起來的a閃亮一下再熄滅
一、 交變電流的產生：（線圈在磁場中勻速轉動）
（1）中性面（bs）時：
磁通量ф最大，
磁通量的變化率為零，
故感應電動勢為零；
（2）垂直中性面（b//s）時：
磁通量ф為零，
但磁通量的變化率最大，
故感應電動勢最大，em=nbωs∥
從切割式角度理解： e感=nblv⊥中性面（bs）時：線圈各邊都不切割磁感線，故此時的感應電動勢為零；b//s時，線圈的ab、cd兩個邊均垂直切割磁感線，故此時的感應電動勢最大，em=nbωs∥。
二、交變電流的表徵物理量：（正弦式交流電的四個值）
（1）峰值：em=nbωs∥（b//s時），與線圈的形狀及轉軸所在的位置無關。
（2）瞬時值：
從中性面（bs）開始計時： e=emsinωt，
從垂直中性面（b//s）開始計時： e=emcosωt，：指轉過的角度。
（3）「有效值」的理解：
峰值和有效值之間的「」關係僅適用於正弦式交流電。
相同時間內「熱效應相等」是求解有效值的根本原則。
（電壓表、電流錶的測量值指「有效值」， 「電熱」 用有效值來求，凡未作特殊說明時，一般均指「有效值」。 ）
（4）平均值：（求「通過導體橫截面電量」）
三、電感和電容對交流的影響：
（1）電感：通直流，阻交流；通低頻，阻高頻其中感抗
xl=2f l
（2）電容：通交流，隔直流；通高頻，阻低頻其中容抗
（3）電阻：交、直流都能通過，且都有阻礙
四、變壓器原理（理想變壓器）：
（1）功率：（只有乙個副線圈）p1 = p2 （若有多個副線圈）p1=p2+p3+…
（2）電壓：
（3）電流：（只有乙個副線圈）（若有多個副線圈）n1i1= n2i2 + n3i3
五、遠距離輸電
遠距離輸送電能的過程中,由能量守恆定律可知,發電機的總功率應等於線路上損失的熱功率和使用者得的功率之和(如果不考慮變壓器自身的能量損失)。
減小線路上的熱損耗功率的方法：減小輸電線電阻；提高輸電電壓。
當輸電線電阻為定值,且輸送電能的總功率一定時,則,即.因此, 求解p損常用比例的方法,這樣能快捷有效,突出事物本質,減少運算過程。
一、麥克斯韋的電磁場理論
1.變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產生電場（磁場）；
2.均勻變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產生穩定的電場（磁場）；
3.振盪的磁場（電場）能夠在周圍空間產生同頻率的振盪電場（磁場）；
可以證明：振盪電場產生同頻率的振盪磁場；振盪磁場產生同頻率的振盪電場。
二、電磁波：
變化的電場和磁場從產生的區域由近及遠地向周圍空間傳播開去，就形成了電磁波。
1. 英國物理學家麥克斯韋提出的電磁場理論預言了電磁波的存在,
德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。
2. 電磁波是橫波,電場方向和磁場方向都與傳播方向垂直。
3. 電磁波與物質相互作用時,能發生反射、吸收、折射現象。
4. 電磁波具有波的共性,能產生干涉、衍射等現象。
5. 電磁波在真空中傳播速度為光速, c=3.0×108m/s
在介質中波速減小。遵循波長、波速、頻率的關係： v＝λf
6. 電磁波向外傳播的是電磁能.
三、電磁振盪
1.振盪特點
充電完畢：電場能、電量q、電壓u最大；磁場能、電流i、磁感強度b最小。
放電完畢：磁場能、電流i、磁感強度b最大，電場能、電量q、電壓u最小。
2.變化規律的圖象描述
3.（lc迴路）的週期：t = 2π
四、電磁波譜
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第十五章電磁感應與電磁波
教學時數 12 教學內容 第一節電磁感應的基本定律 第二節動生電動勢 第三節感生電動勢 第四節自感和互感 第五節磁場的能量 第六節電磁波 教學要求 1 熟悉電磁感應現象，掌握法拉第電磁感應定律和楞次定律 2 深刻理解動生電動勢 感生電動勢 自感電動勢 互感電動勢等概念 3 能熟練求解動生電動勢和感生...