第十章电磁感应
2025年高考物理总复习配套课件第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律
[考法全析]
考法(一) 阻碍原磁通量的变化——“增反减同”
[例1] 电磁弹射的装置是航空母舰上的一种舰载机起飞装置。如
图所示的装置也能进行电磁弹射，线圈固定在光滑绝缘杆MN上、导体
圆环套在绝缘杆的左端。则下列说法正确的是
()
A．开关闭合，圆环将从M端离开绝缘杆
解析：只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，A、B错误； 线圈中插入条形磁铁瞬间回路中磁通量有变化，电流表有变化，磁铁不动后电流 表无变化，C错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量变化，会产 生感应电流，能观察到电流表的变化，D正确。 答案：D
2．[磁通量的大小]
如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场
D．线圈给磁铁的磁场力先向下再向上
[解析] 根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁向闭合线圈靠近，要受阻力作 用，即磁场力向上，故A正确。
[答案] A
考法(三) 使回路面积有变化趋势——“增缩减扩”
[例3] (多选)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一
螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电
一点一过
“四步法”判断感应电流方向
研清微点3 应用右手定则判断感应电流的方向
4．下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，
导体ab上的感应电流方向为a→b的是
()
解析：ab棒顺时针转动，运用右手定则：磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向， 则导体ab上的感应电流方向为a→b，故A正确；ab向纸外运动，运用右手定则时， 磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，故B错 误；穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由b→a→d→c， 则导体ab上的感应电流方向为b→a，故C错误；ab棒沿导轨向下运动，由右手定 则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D错误。
人教版高中物理第十章-电磁感应 第二课时 法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小
2.转动切割 E 1 Bl2
2
例1：关于感应电动势的大小，下列几种说法正确的是 A．线圈中磁通量越大，产生感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定
越大 C．线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一
定越大 D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势一定
a O R1
R2
ω b
a O R1
R2
金属棒上距离O点为R2处的b点的线速度大小为： vb＝ωR2
金属棒产生的电动势大小为：
E
B(R2
解得
E
R1)v B(R2 R1)
1 2
B(R22
R12
)
v2
2
v1
正确的选项为：D
课堂练习1．关于电磁感应中感应电动势的大小，下列 说法正确的是（ ）
A．穿过线框的磁通量为零时，该线框中的感应电动 势一定为零
A．线圈匀速进入磁场和匀速穿出磁场过程中 B．线圈完全进入磁场后，在磁场中匀速运动过程 C．线圈完全进入磁场后，在磁场中加速运动过程 D．线圈完全进入磁场后，在磁场中减速运动过程
B
答案：A
课堂练习5．如图所示，有界匀强磁场的宽度为L，使
一长为2L的矩形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，
线框中产生感应电流的时间为（ ）
知识回顾
电磁感应现象
1.磁通量——垂直穿过某一面积的磁感线的条数。 Φ＝BS
单位：韦伯。符号，Wb 磁通量有正、负，但磁通量是标量。
2.产生感应电流的条件 （1）闭合电路； （2）穿过闭合电路的磁通量发生变化
既然电路中有感应电流，电路中应该有电动势。 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
大学物理电磁感应-PPT课件精选全文完整版
的磁场在其周围空间激发一种电场提供的。这
种电场叫感生电场（涡旋电场）
感生电场 E i
感生电场力 qEi
感生电场为非静 电性场强，故：
e E i dld dm t
Maxwell：磁场变化时，不仅在导体回路中 ，而且在其周围空间任一点激发电场，感生 电场沿任何闭合回路的线积分都满足下述关 系：
E id l d d m t d ds B td S d B t d S
线
形
状
电力线为闭合曲线
E感
dB 0 dt
电 场 的
为保守场作功与路径无关
Edl 0
为e非i 保守E 场感作d功l与路径dd有mt关
性
静电场为有源场
质
EdS
e0
q
感生电场为无源场
E感dS0
➢感生电动势的计算
方法一，由 eLE感dl
需先算E感
方法二， 由 e d
di
(有时需设计一个闭合回路)
2.感生电场的计算
Ei
dl
dm dt
L
当 E具i 有某种对称
性才有可能计算出来
例：空间均匀的磁场被限制在圆柱体内，磁感
强度方向平行柱轴，如长直螺线管内部的场。
磁场随时间变化，且设dB/dt=C >0，求圆柱
内外的感生电场。
则感生电场具有柱对称分布
Bt
此 E i 特点：同心圆环上各点大小相同，方向
磁通量 的变化
感应电流的 磁场方向
感应电流 的方向
电动势 的方向
➢ 楞次定律的另一种表述：
“感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因”
“原因”即磁通变化的原因，“效果”即感应电流的 场
第十章 电磁感应
第十章⎪⎪⎪电磁感应第62课时 电磁感应现象和楞次定律(双基落实课)点点通(一) 对电磁感应现象的理解和判断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的现象。
2．产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
3．产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只产生感应电动势，而无感应电流。
[小题练通]1.(鲁科教材原题)如图所示，条形磁铁以速度v 向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是( )A ．螺线管中不会产生感应电流B ．螺线管中会产生感应电流C ．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流解析：选B条形磁铁以速度v向螺线管靠近时，螺线管中磁通量增加，故会产生感应电流，B正确。
2.(多选)(沪科教材原题)如图所示，导线ab和cd互相平行，在下列情况中，使导线cd中有感应电流产生的是()A．将开关S闭合或断开B．开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P向右移动C．开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P向左移动D．开关S始终闭合，滑动变阻器的滑片P也不移动解析：选ABC开关S闭合或断开，以及滑动变阻器的滑片P向左、右移动时，ab中电流均会发生变化，导致电流周围磁场发生变化，穿过cd所在的闭合回路的磁通量发生变化，故cd中产生感应电流，A、B、C正确。
3．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。
在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()A．如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左、右运动B．如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上、下运动C．如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动解析：选C题图甲中线框左、右运动，题图乙中线框上、下运动，题图丁中线框绕与磁感线平行的轴线CD转动，穿过线框的磁通量始终为零，故不能产生感应电流，只有题图丙中线框绕与磁感线垂直的轴线AB转动时，线框中磁通量会发生改变而产生感应电流。
第十章 电磁感应
第十章 ⎪⎪⎪电磁感应 [全国卷5年考情分析]磁通量(Ⅰ) 自感、涡流(Ⅰ) 以上2个考点未曾独立命题第1节 电磁感应现象 楞次定律一、磁通量1．概念：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S 与B 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。
2．公式：Φ＝BS ，单位符号是Wb 。
[注1] 3．适用条件： (1)匀强磁场。
(2)S 为垂直于磁场的有效面积。
4．物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。
二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回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。
2．感应电流的产生条件(1)表述一：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
(2)表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3．实质产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流。
如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。
三、感应电流方向的判定1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍[注2]引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用范围：一切电磁感应现象。
2．右手定则[注3](1)内容：如图，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。
【注解释疑】[注1] 磁通量是标量，但有正负，若磁通量为正，表示磁感线从规定的正面穿入；磁通量为负则反之。
[注2] “阻碍”不一定是相反，“阻碍”的是磁通量的变化；“阻碍”也不是阻止，而是延缓了磁通量的变化过程。
[注3] 右手定则是楞次定律的特例，楞次定律适用于所有电磁感应现象，而右手定则适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况。
[深化理解]1．感应电流的产生条件表述一、表述二本质相同。
2．右手定则常用于感应电流产生条件表述一对应的问题，楞次定律对表述一、表述二对应的问题都适用。
高二物理第十章知识点总结
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。
第十章 电磁感应3
我们现将研究随时间变化的磁场，电场， 我们现将研究随时间变化的磁场，电场，以进 一步揭示电与磁的联系。 一步揭示电与磁的联系。
稳恒－－ 不随时间变化， 稳恒－－ 不随时间变化， 注意区分 均匀－－ 不随位置变化， 均匀－－ 不随位置变化，
非稳恒 − 场量是时间的函数 非均匀－ 非均匀－场量是位置的 函数
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②式中的负号是楞次定律的数学表示 ③若为N 匝线圈，则 若为 匝线圈，
称作磁通匝链数，简称磁链。 式中 Ψ = N Φ 称作磁通匝链数，简称磁链。
(3）磁通计 (3） 如果闭合回路为纯电阻R 如果闭合回路为纯电阻 时，则回路中的感应电流为
1 dΦ I = =− R R dt
那么t 那么 1 ～ t2 时间内通过导线上任一截面的感应电量大 小为
ε
q=∫
t2
t1
1 Φ2 1 Idt = − ∫ dΦ = (Φ1 − Φ 2 ) R Φ1 R
时刻回路中的磁通。 式中 Φ1，Φ 2 是t1 , t2 时刻回路中的磁通。
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上式说明，在一段时间内， 上式说明，在一段时间内，通过导线截面的电量 与这段时间内导线所围磁通的增量成正比。 与这段时间内导线所围磁通的增量成正比。 ＊：如果能测出导线中的感应电量， ＊：如果能测出导线中的感应电量，且回路中的电 如果能测出导线中的感应电量 阻为已知时，那么由上面公式， 阻为已知时，那么由上面公式，即可算出回路所围 面积内的磁通的变化量——磁通计就是根据这个原 面积内的磁通的变化量 磁通计就是根据这个原 理设计的。 理设计的。
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一是磁场不变, 一是磁场不变,回路的一部分相对磁场运动或回 路面积发生变化致使回路中磁通量变化而产生的感 应电动势，谓之动生电动势 动生电动势。 应电动势，谓之动生电动势。 另一种情况是回路面积不变, 另一种情况是回路面积不变,因磁场变化使回路 中磁通量变化而产生的感应电动势,谓之感生电动势。 中磁通量变化而产生的感应电动势,谓之感生电动势。 感生电动势
物理高二知识点第十章
物理高二知识点第十章第十章物理高二知识点物理是一门关于自然界物质、能量与运动的科学，其知识点繁多而广泛。
在高中物理学习中，第十章是高二的重要内容，主要围绕电磁感应展开。
本章为了帮助同学们更好地理解和掌握这一知识点，将会介绍与电磁感应有关的基本概念、法拉第电磁感应定律、楞次定律以及一些相关的应用。
一、电磁感应基本概念电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中感应出电流。
要理解电磁感应，我们首先需要了解电磁感应的两个基本概念：磁通量和电动势。
1. 磁通量磁通量（Φ）是描述磁场通过一个闭合曲面的物理量。
当磁场垂直于闭合曲面时，磁通量等于磁感应强度（B）与曲面面积（A）的乘积，即Φ=BA。
2. 电动势电动势（ε）是指导体中感应出的电流所产生的推动电荷运动的能力。
电动势可以通过磁通量的变化率来计算，即ε=-dΦ/dt，其中dΦ/dt表示单位时间内磁通量的变化量。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的重要定律，由英国科学家迈克尔·法拉第在1831年提出。
该定律可以通过如下的公式表示：ε = -N * dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，N表示感应线圈的回路数，dΦ/dt表示磁通量的变化率。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量的变化率发生改变时，感应电动势也会发生变化。
三、楞次定律楞次定律是电磁感应的基本定律之一，由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出。
楞次定律可以表述为：当感应回路中的电流发生变化时，它所产生的磁场将阻碍其自身的变化。
简言之，楞次定律指出，在电磁感应过程中，产生的感应电流会生成一个磁场，该磁场的作用是使感应电流阻碍磁通量的变化。
四、电磁感应的应用电磁感应不仅是物理学的基础知识，同时也有着广泛的应用。
以下是一些与电磁感应有关的应用：1. 发电机发电机是一种利用电磁感应原理产生电能的装置。
通过利用机械能驱动导体在磁场中运动，使得磁通量发生变化，产生感应电流，从而生成电能。
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5
1. 产生电磁感应的基本方式
(1)由于相对运动而产生电磁感应 (2)由于磁场变化产生电磁感应
产生I感的根本原因？
—当穿过闭合回路的变化时, 回路中产生I感。
2. 楞次定律 －判定感应电流的流动方向的定律 6 内容：I感所激发的磁场, 总是阻止引起I感的 磁通量的变化. 核心： 阻碍原磁通的改变 作用：判定I感的方向，用右手螺旋定则
体环（ r << R ），二者共面，设带电园环以角
速度＝ (t)绕垂直于环面的中心轴旋转，求导 体小环中的感应电流？（已知小环电阻R/）
这是电荷旋转形成电流，载
流园环穿过小导体环的磁通
R2
变化引起电磁感应的问题。
r R1
载流细园环在圆心的磁场 B 0I
R
2R
在Rd1、 Id R2间n q 取 半2 径R R、d 宽2 度R d R的R 环d带R ,其电流dI:
电源内部移到正极，非静电力 所 作A q 的非 功 q 1 。 F 非 d l F q 非 d l
+ + + + + +
+ + + + + +
电 源 F非 F静
____________
____________
(3)电动势的性质
标量，有方向，由电源负极指向正极。
单位与电势差的单位相同。
大小只与本身性质有关，与外电路情况无关。
本质 ：能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现
影响感生电流的因素 dm i
7
相对运动
dt R
B
切割磁力线
磁通量m变化
m变化的数量和方向 m变化的快慢
I感
I
•
v
感生电流
3. 电动势
Q
-Q
8
(1)电源
++ ++
仅靠静电力不能维持稳恒电流。
+ +
+ +
维持稳恒电流需要非静电力。
++ ++
F非
____________
dI在圆心处产生的磁场
17
dB 20R dI1 20d R
由于整个带电园盘旋转，在圆心产生的B为
B R R 1 2d B 1 20 (R 2 R 1 )
穿过导体小环的磁通
R2
B d 1 20 S(R 2 R 1 ) r2
r R1
R
导体小环中的感生电动势
d d t 1 20(R 2 R 1 ) r 2d dt
4. 法拉第电磁感应定律
10
数学表式：
ｉபைடு நூலகம்
d dt
i ddN tddt N (N: 磁链,全磁通)
Note: d d B • d S d B c d oS s
的变化 i 动生电动势(S或变化) 感生电动势( B变化)
•切忌出现如下错误：
d 11
dt
d B d S B d S d t d t d t
测q 可以得到 ，这就是磁通计的原理。
例1 有一水平的无限长直导线，线中通有交变电流 13
II0cots,导线距地面高为 h，D点在通电导线的
正下方。地面上有一N匝平面矩形线圈，其一边与导 线平行，线圈的中心离D的水平距离为d。，线圈的对 边长分别为a和b （1/2a<d。），总电阻为R，求导线 中的感应电流。
h2 0Ibln
4 h2
da22 da22
15
2、求N匝线圈中的电动势 II0co ts
40 blnh h2 2 d d a 2 a 22 2I0co st
εdN dΦ tμ0I4 0ω π bln N h h2 2 d d a a 22 2siω nt
2
i
R
例2 一内外半径分别为R1、R2的均匀带电平面园16 环， 已知电荷面密度，其中心有一半径r的导
____________
电源－提供非静电力的装置。
F静
电源的作用：
使流向低电位的正 电荷回到高电位，维持 两极板的恒定电势差。 （干电池、蓄电池等）
+ + + + + +
+ + + + + +
电 源 F非 F静
____________
____________
(2)电源电动势
9
把单位正电荷从负极经过
第十章电磁感应
2
第10章 电磁感应
本章研究变化的电磁场的基 本规律，从产生磁通的方式和磁 通变化的方式入手，总结感应电 动势的各种表达式。要求会熟练 计算电动势和磁场能量。
3
第10章 电磁感应
一、电磁感应基本定律 二、动生电动势 三、感生电动势 四、自感和互感 五、磁场能量
4
电磁感应
Electromagnetic induction
例3 两个半径分别为r和R的同轴圆形线圈,相 18
距x,且R>>r, x>>R ,若大线圈通有电流I而小线
圈沿x轴方向以速率v运动, 求x=NR 时小线圈中
产生的感应电动势。
这是小线圈在大线圈的轴线磁
x
场中运动产生电磁感应问题。
在 x轴上 B2(R 20 IxR 2 2)32
r v
R
R>>r，近似认为小圈上B均匀
I h
D
nˆ a
b
d。
h
r nˆ
B
o
d0
x
14
这是一个磁场非均匀且
随时间变化的题目。
h
r nˆ
1、求通过矩形线圈磁通 o
B
d Bc do s s 2 0r I bd r xx
d0
x
d d 0 0 a 2 a 2Bc do s s d d 0 0 a 2 a 22 0 Ib x 2 x h d 2
?
• 1820年, 奥斯特, 电流 产生 磁场
• 1831年, Faraday, 磁场产生电流-----电磁感应现象
• 1833年, Lentz, 确定感应电流方向 ——楞次定律
• •
1845年，诺依曼用数学公式描述 i
1865年，被Maxwell纳B 入方程组中
d dt
L E .dlSt.dS
一、法拉第电磁感应定律
电动势的“方向”是电源内从负极到正
极的方向，即电势升高的方向。
12
5. 感应电流（induction current）
IR R 1ddt ，R — 回路电阻。
时间间隔 t1→t2内，穿过回路导线截面的电量：
q
t2
t1
Idt
t2 1 d
t1
R
dt
dt
1 2
R1
d
R1（12）
q 与过程进行的速度无关。
B S 2(R 20 IxR 2 2)32r2
2(R20IxR22)32 r2
19
xR 2 0Ix32 R r2
d d 3 t0 2 Ix R 4 2 r 2d d 3 x t0 2 Ix R 4 2 r 2v
当x NR时：
x
r
30Ir 2
2N 4R2
v
v
R
例4 如图，有一弯成角的金属架COD放在磁 20 场中，B的方向垂直于金属架所在平面，一导 体杆MN垂直于OD边，并以恒定速度V向右滑 动，设V垂直MN.设t=0时，x =0.求下列两情形， 框架内的：