文档内容
GAOZHONGWULIGONGSHIDINGLIDINGLUTUBIAO
高中物理公式、 定理、 定律图表
第四章 电 磁 感 应
知识网络
产生感应电流的条件： 闭合电路、 磁通量变化
楞次定律
判断感应
电流方向
右手定则
电磁感应
Δ椎
法拉第电磁感应定律： E=
确定感应电动 Δt
势大小
导体切割磁感线时的感应电动势： E=Blv
电磁感应现象的应用： 自感和互感
概述： 电磁感应一章是电磁学的重要组成部分， 它突出体现了电磁学的综合性和应用性.
本章内容在知识上， 脉络非常清晰， 但是在应用上， 它是高中物理综合性最强的内容
之一. 它既与电路的分析计算密切相关， 又与力学中力的平衡、 牛顿运动定律、 功能关系
等知识有机结合. 在方法上、 能力上， 又可以考查学生运用数学知识 （如函数极值讨论、
图象法等） 解决物理问题的能力.
本章也是高考必考的内容. 题型有选择、 填空和计算等， 难度在中档左右， 有时会以
压轴题出现.
78第四章 电 磁 感 应
一、 产生感应电流的条件
一、 知识图解
电磁感应现象： 利用磁场产生电流的现象
概念
感应电流： 磁生电现象中产生的电流
产生感应电
实验及分析
流的条件
结论： 闭合电路、 磁通量发生变化， 就会产生感应电流
二、 重要知识剖析
小贴士： 对于导体切
1. 磁通量 割磁感线的情况， 产
（1） 表达式： Φ=BS， 其中S是垂直于磁场方向的有效面积. 生电磁感应现象的条件
（2） 意义： 表示穿过某一面积磁感线的条数， 所以磁通量与线圈 是 “一段导体切割磁感
线”， 若有两段导体同
匝数N无关.
时切割磁感线， 并且切
（3） 合磁通： 若通过某一个回路中有方向相反的磁场， 应考虑相
割的情况相同， 闭合电
反方向的磁感线抵消后所剩余的磁通量， 亦即此时的磁通是合磁通. 路不产生感应电流.
2. 电磁感应现象产生的条件 利用磁通量的变
化判断是否产生感应
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化， 闭合电路中就有感应电流.
电流， 是普遍适用的
若电路不闭合， 但是磁通量发生了变化， 则不产生感应电流， 但是会
方法， 导体切割磁感
产生感应电动势. 线只是电磁感应的特
殊情况.
三、 学习方法引导
L
例题 如图所示， L为一根很长的通电直导线， M为一 名师经验谈： 判断感
应电流是否产生， 首先
个金属圆环， L 穿过 M 的圆心， 且通有向上的电流 I， I
应在头脑中映射出空间
则以下判断正确的是 （ ） M
磁场分布图， 然后考虑
A. 当L中的电流I变化时， M中有感应电流 我们所关注的闭合电路
B. 当L在环中左右平移时， 环中有感应电流 中的磁通量， 再考虑磁
C. 当M在竖直方向上下运动时， 环中有感应电流 通量是否变化.
D. 只要L和M保持垂直， 则不论何种情况， 环中均无感应电流
解析：本题中， 长直通电导线的磁场是以导线为圆心的一个个同心
圆， 当L中的电流I变化时， 或L在环中左右平移、 M在竖直方向
上下运动时， M中磁通量始终为零； 均不产生感应电流.
答案 D
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二、 楞 次 定 律
一一、、 知知识识树图解
内容： 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通
量的变化
楞次定律 适用条件： 普遍规律， 适用于各种情况
应用步骤
判断感应
电流方向 磁感线的方向： 垂直穿入掌心
内容 导体运动方向： 拇指指向
右手定则
感应电流方向： 四指指向
适用条件： 适用于一部分导体切割磁感线
二、 重要知识剖析
1. 楞次定律的理解
楞次定律给人的直观感觉是晦涩难懂， 必须将其分解掌握. 理解的关键是： 感应电流的磁场只
能阻碍磁通量的变化， 而不能阻止磁通量的变化. 即闭合电路的磁通量增加时， 会产生感应电流，
感应电流的磁场和原磁场方向相反， 阻碍磁通量的增加， 但磁通量还是会增加一些； 如果闭合电路
的磁通量减少， 也会产生感应电流， 感应电流的磁场和原磁场方向相同， 阻碍磁通量的减少， 但磁
通量还是会减少一些.
2. 应用楞次定律判断感应电流方向的步骤
（1） 确定所研究的闭合回路.
（2） 明确该电路中原磁场的方向.
（3） 确定穿过该电路的磁通量变化情况， 是增大还是减少.
（4） 应用楞次定律判断感应电流的磁场方向： 若磁通量增大， 感应电流的磁场方向与原磁场方
向相反； 若磁通量减小， 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同
（5） 根据感应电流的磁场方向， 用安培定则判定感应电流的方向.
3. 楞次定律的推论
由于电磁感应现象中产生的感应电流总是起阻碍作用， 所以根据磁通量的不同变化情况， “阻
碍” 可能表现为以下几种：
80第四章 电 磁 感 应
（1） 阻碍磁通量的变化， 即 “增反减同” .
（2） 阻碍导体相对运动， 即 “来拒去留” .
（3） 阻碍闭合电路面积的变化.
（4） 阻碍原电流自身的变化 （自感现象） .
4. 比较安培定则、 左手定则、 右手定则
（1） 安培定则用来判定运动电荷或电流产生的磁场方向.
（2） 左手定则用来判定磁场对运动电荷或电流的作用力.
（3） 右手定则用来判定闭合电路中部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流的方向. 特别是
左手定则和右手定则可简单地总结为 “通电受力用左手， 运动生电用右手” .
三、 学习方法引导
例题 如图， 闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁， 磁铁的 N 极
朝下. 当磁铁向下运动时 （但未插入线圈内部） （ ）
小贴士： 应用楞次定
A. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同， 磁铁 S 律的推论判断很简洁，
与线圈相互吸引 N 但是初学者还是要按
B. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同， 磁铁 步骤判断， 在判断过
程中体会推论的由来.
与线圈相互排斥
C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反， 磁铁
与线圈相互吸引
D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反， 磁铁与线圈相互排
斥
解析： 本题可以直接应用楞次定律判断： ①通过闭合线圈的原磁场
方向向下； ②在磁铁向下运动时， 闭合线圈的磁通量增加； ③感应
电流的磁场和原磁场的方向相反： 向上； ④根据安培定则判断， 电
流方向如图所示方向. 再把线圈等效为一个磁铁： 根据线圈中的电
流方向可知， 线圈上端相当于N极， 下端相当于S极， 所以磁铁受
到排斥.
另外， 本题可以直接用楞次定律的推论， 即 “感应电流的磁场总是
阻碍导体间相对运动” 来直接判断： 由于感应电流的磁场总是阻碍
导体的相对运动， 所以线圈的上端必然为N极， 再根据电流和磁场
的关系可知： 电流方向如图所示.
答案 B
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三、 法拉第电磁感应定律
一一、、 知知识识树图解
感应电动势： 在电磁感应现象中产生的电动势
基本知识 电磁感应中的电源： 产生感应电动势的那部分导体相当于电源
反电动势： 起到削弱电源电动势作用的电动势
法拉第 内容： 电路中感应电动势的大小跟穿过这
电磁感 一电路的磁通量的变化率成正比
应定律
法拉第电磁 Δ椎
表达式： E=
感应定律 Δt
确定感应电
适用条件： 求平均感应电动势
动势的方法
导体切割磁感 表达式： E=Blv
线产生的感应
电动势 适用条件： 求瞬时感应电动势
二、 重要知识剖析
1. 法拉第电磁感应定律的应用
Δ椎
法拉第电磁感应定律的表达式为E= ， 本式常用来求平均感
Δt
应电动势， 当各个时刻电动势相等时， 本式也可以求瞬时感应电动
势. 当线圈有n匝时， 感应电动势E=n
Δ椎
.
小贴士： 比较感应电
Δt 动势和感应电流：
2. 导线切割磁感线产生的电动势 ①产生条件： 产生
（1） 在E=Blvsinθ中， θ是导体的运动方向与磁场方向的夹角. 感应电动势时电路不一
定闭合； 产生感应电流
（2） 本式常用来求瞬时感应电动势， v对应瞬时速度.
时电路一定闭合.
（3） 本式用来求一段导体切割磁感线产生的感应电动势， 若电
②决定因素： 感
路中有几段导体同时切割磁感线， 则应考虑总电动势. 应电动势大小由磁通量
（4） 式中L应为导体切割磁感线的有效长度. 变化率和线圈匝数决
定； 感应电流大小由感
3. 求通过导体某一横截面的电量： 闭合电路产生感应电流时，
应电动势和电路电阻共
若求通过导体某一横截面的电量， 则可以考虑下面的方法：
同决定， 并由闭合电路
EEE Δ椎 欧姆定律求出.
Q＝I·Δt= ·Δt=
R R
82第四章 电 磁 感 应
三、 学习方法引导
例题 如图所示， 一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路， 虚线
MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场， 方向垂直于回路所在平面.
回路以速度 v向右匀速进入磁场， 直径 CD 始终与 MN 垂直， 从 D
点到达边界开始到C点进入磁场为止， 下列结论正确的是 （ ）
名师经验谈：在求感应
电动势时， 注意分清是
A. 感应电流方向不变 M
求瞬时值还是求平均
B. CD段直导线始终不受安培力 C D 值， 二者求法不同.
B
C. 感应电动势最大值E ＝Bav 另外， E=Blv和F=
m
v
1 BIL 中， L 均为有效长
D. 感应电动势的平均值E= πBav
4 N 度.
解析：由楞次定律可知： 导线框进入磁场的过程中， 磁通量一直增
大， 感应电流的磁场始终和原磁场方向相反， 回路电流方向不变，
而且始终为逆时针方向.
由于电路中始终有感应电流， 而且CD导线处于垂直于磁场方
向的位置， CD导线始终受到安培力的作用， 方向向下.
在闭合电路进入磁场的过程中， 感应电动势时刻在变化， 所以
要用 E＝Blv 求瞬时值， 其中 l 为切割磁感线的有效长度. 当一半面
积进入磁场时， 有效长度取最大值为a， 所以此时电动势也为最大
值E ＝Bav.
m
Δ椎
若求平均感应电动势， 则要用法拉第电磁感应定律， E= =
Δt
Bπa2
2 πBav
= .
2a 4
v
答案 ACD
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四、 互感和自感
一一、、 知知识识树图解
定义： 当一个线圈中的电流发生变化时， 它产生的变化
磁场在另一个线圈中产生感应电动势的现象
互感现象
作用： 把能量由一个线圈传到另一个线圈
定义： 当线圈中的电流发生变化时， 它产生的变化磁场
电磁感应
在自身线圈中激发出感应电动势， 这种现象称为自感
的类型
ΔI
自感电动势： E=L
Δt
自感现象
自感系数： 符号L， 自感系数与线圈的大小、 形状、 圈
数及是否有铁芯等因素有关. 国际单位： 亨利 （H）
二、 重要知识剖析 作用： 阻碍电流迅速减小或增大
1. 互感现象
互感现象是一种非常普遍的现象， 它可以发生在任何两个相互靠近的电路中， 只是有时现象明
显， 有时现象不明显.
2. 自感现象
自感现象是电磁感应现象的一个特例， 它同样遵循法拉第电磁感应定律， 即自感电动势：
Δ椎 ΔI
E=n =L
Δt Δt
三、 学习方法引导
例题 在如图所示的电路中， AB 支路由带铁芯的线圈和电流表 A
1
串联而成， 流过的电流为I， CD支路由电阻R和电流表 A 串联而
1 2
名师经验谈：自感现象 成， 流过的电流为I 2 . 已知这两支路的电阻值相同， 则在接通S和断
只发生在通电和断电的 开S的瞬间， 观察到的现象是 （ ） I
A A 1B
瞬间， 时间很短. 下一 A. 接通S的瞬间I＜I， 断开的瞬间I＞I L 1
1 2 1 2 I
章我们会学到： 线圈对 B. 接通S的瞬间I 1 ＜I 2 ， 断开的瞬间I 1 ＝I 2 C R A 2 2 D
恒定电流只有电阻， 对
C. 接通S的瞬间I＝I， 断开的瞬间I＜I
变化的电流还有感抗. 1 2 1 2 S
D. 接通S的瞬间I＞I， 断开的瞬间I＝I
1 2 1 2
解析：接通S的瞬间， 电源加在AB、 CD间的电压相同， 两个支路
的电阻也相同， 但是由于AB支路的线圈中电流逐渐增大， 产生自
感电动势， 阻碍电流的增大， 所以 I＜I； 断开 S 的瞬间， ABCD 组
1 2
成一个回路， 闭合回路中电流处处相等， 所以I＝I.
1 2
答案 B
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