1、高中物理电磁感应知识与常用结论高中物理电磁感应知识与常用结论 一、电磁感应的发现1.“电生磁”的发现奥斯特实验的启迪：丹麦物理学家奥斯特发现电流能使小磁针偏转，即电流的磁效应2.“磁生电”的发现(1)电磁感应现象的发现法拉第根据他的实验，将产生感应电流的原因分成五类：变化的电流；变化的磁场；运动中的恒定电流；运动中的磁铁；运动中的导线。(2)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的条件，开辟了人类的电气化时代。二、感应电流产生的条件1. 探究实验实验一：导体在磁场中做切割磁感线的运动实验二：通过闭合回路的磁场发生变化2. 感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应
2、电流产生三、感应电动势1. 定义：由电磁感应产生的电动势，叫感应电动势。产生电动势的那部分导体相当于电源。2. 产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，无论电路是否闭合，电路中都会有感应电动势。3. 方向判断：在内电路中，感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极，跟内电路中的电流的方向一致。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。【关键一点】感应电流的产生需要电路闭合，而感应电动势的产生电路不一定需要闭合四、法拉第电磁感应定律1. 定律内容：感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。2. 表达式：说明：式中N为线圈匝数，是磁通量的变化率，注意它与磁通量以及磁通量的变化量的区别。
3、E与无关，成正比在图像中为斜率，所以斜率的意义为感应电动势五、导体切割磁感线时产生的电动势公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度图中有效长度分别为：甲图：lcdsin (容易错算成labsin )乙图：沿v1方向运动时，lMN；沿v2方向运动时，l0.丙图：沿v1方向运动时，；沿v2方向运动时，l0；沿v3方向运动时，lR.六、右手定则1. 内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向2. 适用情况：导体切割磁感线产生感应电流七、楞次定律1.内容
4、：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。2适用情况：所有电磁感应现象。【关键一点】（1）对“阻碍”的理解（2）利用楞次定律判断感应电流的方向八、电磁感应现象中导体运动问题的分析电磁感应现象中导体中运动问题的解题思路：（1）确定所研究的闭合电路（2）明确闭合电路所包围的区域磁场的方向及磁场的变化情况（3）确定穿过闭合电路的磁通量的变化或导体是否切割磁感线（4）根据楞次定律或者右手定制判断感应电流的方向（5）根据左手定则判断导体所受安培力及运动的方向【关键一点】对于这类问题也可考虑利用楞次定律中的“因果分析法”，即楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效
5、果（结果）总是要阻碍产生感应电流的原因：（1）阻碍原磁通量的变化增反减同（2）阻碍相对运动来拒去留（3）使线圈面积有扩大或者缩小的趋势增缩减扩（4）阻碍原电流的变化（自感现象）-增反减同九、电磁感应中的动力学问题1.两种状态及处理方法2.力学对象和电学对象相互联系3动态分析的基本思路解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度最大或最小的条件。具体思路如下：十、电磁感应中的能量转化与守恒1.电磁感应现象中的能量转化与守恒（1）与磁场变化（感生电动势）有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻，转化过来的电能全部转化为电阻的内能。（2）与切割磁感线（动
6、生电动势）有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其它形式的能转化为电能。克服安培力做多少功，就产生多少电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能全部转化为电阻的内能。2.电磁感应中的能量守恒能量守恒是自然界的一条普遍规律，在电磁感应现象中也不例外，在电磁感应中，外力做了多少功，就有多少电能产生。十一、自感现象1自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势(2)表达式：EL(3)自感系数L的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关2自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动
7、势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小3自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向4断电自感中，灯泡是否闪亮问题(1)通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮(2)通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮高考物理常用
8、结论1.若三个力大小相等方向互成120，则其合力为零。2.几个互不平行的力作用在物体上，使物体处于平衡状态，则其中一部分力的合力必与其余部分力的合力等大反向。3.在匀变速直线运动中，任意两个连续相等的时间内的位移之差都相等,即xaT2（可判断物体是否做匀变速直线运动），推广：xm-xn=(m-n) aT2。4.在匀变速直线运动中，任意过程的平均速度等于该过程中点时刻的瞬时速度。即vt/2v平均。5.对于初速度为零的匀加速直线运动（1）T末、2T末、3T末、的瞬时速度之比为：v1:v2:v3:vn=1:2:3:n。（2）T内、2T内、3T内、的位移之比为：x1:x2:x3:xn=12:22:32
9、:n2。（3）第一个T内、第二个T内、第三个T内、的位移之比为：x:x:x:xn=1:3:5:(2n-1)。（4）通过连续相等的位移所用的时间之比：t1:t2:t3:tn=1:(21/2-1): (31/2-21/2):n1/2-(n-1)1/2。6.物体做匀减速直线运动，末速度为零时，可以等效为初速度为零的反向的匀加速直线运动。7.对于加速度恒定的匀减速直线运动对应的正向过程和反向过程的时间相等，对应的速度大小相等（如竖直上抛运动）8.质量是惯性大小的唯一量度。惯性的大小与物体是否运动和怎样运动无关，与物体是否受力和怎样受力无关，惯性大小表现为改变物理运动状态的难易程度。9.做平抛或类平抛运
10、动的物体在任意相等的时间内速度的变化都相等,方向与加速度方向一致（即vat）。10.做平抛或类平抛运动的物体，末速度的反向延长线过水平位移的中点。11.物体做匀速圆周运动的条件是合外力大小恒定且方向始终指向圆心，或与速度方向始终垂直。12.做匀速圆周运动的物体，在所受到的合外力突然消失时，物体将沿圆周的切线方向飞出做匀速直线运动；在所提供的向心力大于所需要的向心力时，物体将做向心运动；在所提供的向心力小于所需要的向心力时，物体将做离心运动。13开普勒第一定律的内容是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆轨道的一个焦点上。开普勒第三定律的内容是所有行星的半长轴的三次方跟公转周期的平方的
11、比值都相等，即R3/ T2k。14.地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，则其间存在的一个常用的关系是。（类比其他星球也适用）15.第一宇宙速度（近地卫星的环绕速度）的表达式v1(GM/R)1/2=(gR) 1/2，大小为7.9m/s，它是发射卫星的最小速度，也是地球卫星的最大环绕速度。随着卫星的高度h的增加，v减小，减小，a减小，T增加。16.第二宇宙速度:v2=11.2km/s，这是使物体脱离地球引力束缚的最小发射速度。17.第三宇宙速度:v3=16.7km/s，这是使物体脱离太阳引力束缚的最小发射速度。18.对于太空中的双星，其轨道半径与自身的质量成反比，其
12、环绕速度与自身的质量成反比。19.做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就表示有多少能量发生了转化，所以说功是能量转化的量度，以此解题就是利用功能关系解题。20.滑动摩擦力，空气阻力等做的功等于力和路程的乘积。21.静摩擦力做功的特点:（1）静摩擦力可以做正功，可以做负功也可以不做功。（2）在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力只起到传递机械能的作用），而没有机械能与其他能量形式的相互转化。（3）相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做的功的总和等于零。22.滑动摩擦力做功的特点:（1）滑动摩擦力可以对物体做正功，可以做负功也可以不做功。（2）一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的分
13、配有两个方面：一是相互摩擦的物体之间的机械能的转移；二是系统机械能转化为内能；转化为内能的量等于滑动摩擦力与相对路程的乘积，即Q=f. s相对。23.若一条直线上有三个点电荷，因相互作用而平衡，其电性及电荷量的定性分布为“两同夹一异，两大夹一小”。24.匀强电场中，任意两点连线中点的电势等于这两点的电势的平均值。在任意方向上电势差与距离成正比。25.正电荷在电势越高的地方，电势能越大，负电荷在电势越高的地方，电势能越小。26.电容器充电后和电源断开，仅改变板间的距离时，场强不变。27.两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同
14、的趋势。28.带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力时做圆周运动的周期与粒子的速率、半径无关，仅与粒子的质量、电荷和磁感应强度有关。29.带电粒子在有界磁场中做圆周运动：（1）速度偏转角等于扫过的圆心角。（2）几个出射方向：粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界飞出时，速度与边界的夹角相等。在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出对称性。刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中的轨迹与边界相切。（3）运动的时间：轨迹对应的圆心角越大，带电粒子在磁场中的运动时间就越长，与粒子速度的大小无关。t=T/(2)= m/(qB)30.速度选择器模型：带电粒子以速度v射入正交的电场和磁场区域时，当电场力和磁
15、场力方向相反且满足v=E/B时，带电粒子做匀速直线运动（被选择）与带电粒子的带电荷量大小、正负无关，但改变v、B、E中的任意一个量时，粒子将发生偏转。31.回旋加速器（1）为了使粒子在加速器中不断被加速，加速电场的周期必须等于回旋周期。（2）粒子做匀速圆周运动的最大半径等于D形盒的半径。（3）在粒子的质量、电荷量确定的情况下，粒子所能达到的最大动能只与D形盒的半径和磁感应强度有关，与加速器的电压无关（电压只决定了回旋次数）。（4）将带电粒子在两盒之间的运动首尾相连起来是一个初速度为零的匀加速直线运动，带电粒子每经过电场加速一次，回旋半径就增大一次，故各次半径之比为1:21/2:31/2：:n1
16、/2。32.在没有外界轨道约束的情况下，带电粒子在复合场中三个场力（电场力、洛伦磁力、重力）作用下的直线运动必为匀速直线运动；若为匀速圆周运动则必有电场力和重力等大、反向。33.在闭合电路中，当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）。34.滑动变阻器分压电路中，总电阻变化情况与滑动变阻器串联段电阻变化情况相同。35.若两并联支路的电阻之和保持不变，则当两支路电阻相等时，并联总电阻最大；当两支路电阻相差最大时，并联总电阻最小。36.电源的输出功率随外电阻变化，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，且最大值Pm=E2/(4r)。37.导体棒围绕棒的一端在垂直磁场的平面
17、内做匀速圆周运动而切割磁感线产生的电动势E=BL2/2。38.对由n匝线圈构成的闭合电路，由于磁通量变化而通过导体某一横截面的电荷量q=n/R。39.在变加速运动中，当物体的加速度为零时，物体的速度达到最大或最小常用于导体棒的动态分析。40.安培力做多少正功，就有多少电能转化为其他形式的能量；安培力做多少负功，就有多少其他形式的能量转化为电能，这些电能在通过纯电阻电路时，又会通过电流做功将电能转化为内能。41.在-t图象（或回路面积不变时的B-t图象）中，图线的斜率既可以反映电动势的大小，又可以反映电源的正负极。42.交流电的产生：计算感应电动势的最大值用Em=nBS；计算某一段时间t内的感应
18、电动势的平均值用E平均=n/t，而E平均不等于对应时间段内初、末位置的算术平均值。即E平均E1+E2/2，注意不要漏掉n。43.只有正弦交流电，物理量的最大值和有效值才存在21/2倍的关系。对于其他的交流电，需根据电流的热效应来确定有效值。44.回复力与加速度的大小始终与位移的大小成正比，方向总是与位移方向相反，始终指向平衡位置。45.做简谐运动的物体的振动是变速直线运动，因此在一个周期内，物体运动的路程是4A，半个周期内，物体的路程是2A，但在四分之一个周期内运动的路程不一定是A。46.每一个质点的起振方向都与波源的起振方向相同。47.对于干涉现象（1）加强区始终加强，减弱区始终减弱。（2）
19、加强区的振幅A=A1+A2，减弱区的振幅A=|A1-A2|。48.相距半波长的奇数倍的两质点，振动情况完全相反；相距半波长的偶数倍的两质点，振动情况完全相同。49.同一质点，经过t =nT(n=0、1、2)，振动状态完全相同，经过t =nT+T/2(n=0、1、2)，振动状态完全相反。50.小孔成像是倒立的实像，像的大小由光屏到小孔的距离而定。51.根据反射定律，平面镜转过一个微小的角度，法线也随之转动，反射光则转过2。52.光由真空射向三棱镜后，光线一定向棱镜的底面偏折，折射率越大，偏折程度越大。通过三棱镜看物体，看到的是物体的虚像，而且虚像向棱镜的顶角偏移，如果把棱镜放在光密介质中，情况则
20、相反。53.光线通过平行玻璃砖后，不改变光线行进的方向及光束的性质，但会使光线发生侧移，侧移量的大小跟入射角、折射率和玻璃砖的厚度有关。54.光的颜色是由光的频率决定的，光在介质中的折射率也与光的频率有关，频率越大的光折射率越大。55.用单色光做双缝干涉实验时，当两列光波到达某点的路程差为半波长的偶数倍时，该处的光互相加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长的奇数倍时，该处的光互相减弱，出现暗条纹。56.电磁波在介质中的传播速度跟介质和频率有关；而机械波在介质中的传播速度只跟介质有关。57.质子和中子统称为核子，相邻的任何核子间都存着核力，核力为短程力。距离较远时，核力为零。58.半衰期的
21、大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟物体所处的物理状态或化学状态无关。59.使原子发生能级跃迁时，入射的若是光子，光子的能量必须等于两个定态的能级差或超过电离能；入射的若是电子，电子的能量必须大于或等于两个定态的能级差。60.原子在某一定态下的能量值为En=E1/n2，该能量包括电子绕核运动的动能和电子与原子核组成的系统的电势能。61.动量的变化量的方向与速度变化量的方向相同，与合外力的冲量方向相同，在合外力恒定的情况下，物体动量的变化量方向与物体所受合外力的方向相同，与物体加速度的方向相同。62. F合t=PF合=P/t这是牛顿第二定律的另一种表示形式，表述为物体所受的合外力等于物体动量的变化率。63.碰撞问题遵循三个原则：总动量守恒；总动能不增加；合理性（保证碰撞的发生，又保证碰撞后不再发生碰撞）。64.完全非弹性碰撞（碰撞后连成一个整体）中，动量守恒，机械能不守恒，且机械能损失最大。65.爆炸的特点是持续时间短，内力远大于外力，系统的动量守恒。
