高中物理 電磁感應 知識點
1. 電磁感應現象一
只要通過閉合回路的磁通發生變化，在閉合回路中就會產生感應電流，如果電路不閉合，則只會產生感應電動勢。
這種利用磁場產生電流的現象稱為電磁感應，由法拉第于1831年發現。
2. 感應電流產生的條件Ⅱ
1、線圈中產生感應電動勢和感應電流的條件是線圈所包圍的面積內磁通量的變化。因此，研究磁通量的變化是關鍵。
（這是 B 和 S 之間的角度）你看，
2、當閉合回路中導體的一部分在磁場中移動切割磁力線時，就能產生感應電動勢和感應電流。這就是我們初中學過的。它的本質也是閉合回路中磁通量的變化。
3、產生感應電動勢和感應電流的條件：當導體在磁場中切割磁通線時，在導體中就會產生感應電動勢；當穿過線圈的磁通量發生變化時，在線圈中就會產生感應電動勢。如果導體是閉合電路的一部分，或者線圈是閉合的，就會產生感應電流。從本質上講，以上兩種說法是一致的，因此產生感應電流的條件可以歸結為：穿過閉合電路的磁通量發生變化。
3.法拉第電磁感應定律楞次定律二
①電磁感應定律：感生電動勢的大小由法拉第電磁感應定律決定。
如圖所示。
楞次定律是一條確定感應電動勢方向的定律，但它是用感應電流的方向來表達的。按照這個定律，感應電流只能取這樣一個方向，而感應電流在這個方向上產生的磁場必然會阻礙引起感應電流的磁通量的變化。我們把“引起感應電流變化的磁通量”稱為“原磁軌”。因此高中物理知識點：電磁感應，楞次定律可以簡單地表達為：感應電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化。所謂阻礙原磁通量的變化，就是當原磁通量增加時，感應電流的磁場（或磁通量）與原磁通量的方向相反，阻礙其增加；當原磁通量減少時，感應電流的磁場與原磁通量的方向相同，阻礙其減少。 由此可見，正確認識感應電流磁場與原磁通量的關系，是理解楞次定律的關鍵。注意對“阻礙”和“改變”四個字的理解。“阻礙”不能理解為“阻止”，如果原磁通量增加，感應電流磁場只能阻礙其增加，而不能阻止其增加，原磁通量仍然會增加。感應電流的“磁場”不能阻礙“原磁通量”，尤其是阻礙不能理解為感應電流磁場與原磁道相反。正確的理解應該是：通過使感應電流磁場方向與原磁通量方向相同或相反，可以“阻礙”原磁通量的“改變”，即減少或增加。楞次定律體現了這樣的物理過程：
楞次定律也可以這樣理解：感應電流的作用總是反對（或阻礙）引起感應電流的原因，也就是說，只要有某種可能的阻礙磁通變化的過程，閉合電路就會試圖實現這個過程：
（1）阻礙原有磁通量的改變（原始表達）；
（2）阻礙相對運動，可以理解為“拒來留去”。具體來說，如果產生感應電流的電路或者它的某部分可以自由運動，那么它就會以運動來阻礙通過電路的磁通量的變化；如果原來磁通量的變化是由磁鐵與產生感應電流的可動電路之間的相對運動引起的，而電路的面積是不變的，那么電路就會以運動來阻礙磁鐵與電路之間的相對運動，電路就會和磁鐵同向運動；
（3）線圈面積有擴大或縮小的趨勢；
（4）阻礙原有電流的改變（自感現象）。
使用上述規則來分析問題可以成為一種獨特的方法，以獲得快速而準確的結果。如圖1所示，
在O點處懸掛一輕金屬環，沿金屬環軸線突然插入一條形磁鐵，判斷插入過程中環如何運動。若按常規方法，應先由楞次定律確定環內感應電流的方向，再由安培定律確定環電流對應的磁極，由磁極間的相互作用確定金屬環的運動方向。若直接根據感應電流的作用來分析：在條形磁鐵插入環的過程中，環內磁通增加，環內感應電流的作用會阻礙磁通的增加，而向磁通減小的方向運動，因此，環會向右擺動。顯然，用第二種方法判斷更簡單。
利用楞次定律判斷感應電流方向的具體步驟：
（1）求出原始磁場的方向，以及磁通量的變化；
（2）根據楞次定律中的“阻礙”現象，確定感應電流產生的磁場的方向；
（3）用電流表測定感應電流產生的磁場的方向。
3、當閉合電路中導體的一部分移動，切割磁力線時，可利用右手定則確定感應電流的方向。
運動切削產生的感應電流是磁通變化引起的感應電流的一種特殊情況，因此確定電流方向的右手定則也是楞次定律的一種特殊情況。用右手定則能確定的，楞次定律肯定也能確定，但??很多時候不如用右手定則那么方便、簡單。反之，用楞次定律能確定的，右手定則卻不能確定。如圖2所示，
閉合圖形導體中的磁場逐漸增大。由于看不到切口，所以用右手定則很難判斷感應電流的方向，但用楞次定律很容易判斷。
注意左手定則和右手定則應用上的不同，兩個定則的應用可以簡單概括為：“因電而動”用左手，“因動而生電”用右手，因果關系不能混淆。
4. 互感渦流和自感渦流Ⅰ
互感：由于線圈A中電流的變化，它產生的磁通量發生變化，磁通量的變化在線圈B中激發出感應電動勢，這種現象叫互感。
自感是指導體本身中電流變化引起的電磁感應現象，產生的感生電動勢稱為自感電動勢。自感系數簡稱自感或電感英語作文，是反映線圈特性的物理量。線圈越長，單位長度匝數越多，截面積越大，其自感系數就越大。另外，有鐵芯的線圈的自感系數比無鐵芯的線圈的自感系數要大得多。
自感現象分為通電自感和斷電自感兩種，斷電自感問題就是“小燈泡在滅之前要不要閃一下”，如圖2所示。
2、線圈（導體）本身中電流的變化引起的電磁感應現象叫自感應現象，自感應現象中產生的感生電動勢叫自感應電動勢。
從上面的例子我們可以看出，自感電動勢的總量，對線圈（導體）中原有電流的變化有阻礙作用。
3、自感電動勢的大小與電流的變化率成正比。
L為線圈自感，是線圈本身的性質。線圈越長，單位長度的匝數越多，截面積越大，有鐵心的線圈自感L就越大。單位為亨利（H）。
若線圈中的電流每秒鐘變化1A，則線圈中就能產生1V的自感電動勢，線圈的自感系數為1H。也有毫亨（mH）和微亨（H）的。
渦流及其應用
1、變壓器工作時，除了在初、次級線圈中產生感應電動勢外，變化的磁通量也會在鐵芯中產生感應電流。一般來說，只要空間中存在變化的磁通量，其中的導體就會產生感應電流。我們把這種感應電流稱為渦流。
2.應用：
（1）新型爐具——電磁爐。
（2）金屬探測器：機場、火車站的安全檢查、掃雷、礦產勘探。
5. 交流電 描述交流電的物理量和圖形 Ⅰ
1、交流電的產生及變化規則：
（1）產生：強度和方向隨時間周期性變化的電流叫做交流電。
當矩形線圈在均勻磁場中繞垂直于均勻磁場的線圈對稱軸作勻速旋轉運動時，如圖5-1所示，便會產生正弦（或余弦）交變電動勢，當外電路閉合時，便會形成正弦（或余弦）交變電流。
（2）變更規則：
（1）中性面：垂直于磁力線的平面叫中性面。
當線圈平面位于中性面時，如圖5-2（A）所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，因此，感應電動勢也為零。
當線圈平面以恒定速度旋轉到垂直于中性面（即線圈平面與磁場線平行）的位置時，如圖5-2（C）所示，穿過線圈的磁通量為零，但線圈平面內磁通量的變化率最大。因此，感應電動勢值最大。
（2）感應電動勢瞬時值的表達式：
若從中性面出發，則感應電動勢的瞬時值表示為：
如圖5-2（B）所示。
感應電流瞬時值的表達式為：
若從線圈平面與磁力線平行時開始計時，則感應電動勢瞬時值表示為：
2.表征交流電的物理量：
（1）瞬時值、最大值、有效值：
交流電在任一時刻的值稱為瞬時值。
瞬時值中最大的值稱為最大值或峰值。
交流電的有效值是根據電流的熱效應來確定的：讓交流電與恒定的直流電通過相同阻值的電阻器，若二者的熱效應相等（即在相同的時間內產生相等的熱量），則等效的直流電壓和電流值就稱為該交流電的電壓有效值和電流有效值。
注：通常交流電表測量的數值為交流電的有效值，電器上標示的額定值是指有效值，電器上標示的耐壓值是指最大值。
（2）周期、頻率和角頻率
交流電完成一次周期變化所需的時間稱為一個周期，用T表示，單位為秒。
交流電在1秒鐘內完成一個周期變化的次數稱為頻率，用f表示，單位為赫茲。
VI. 正弦交流電的函數表達式 Ⅰ
u = U m sin ωt
i = Imsinωt
VII. 電感和電容對交流電I的影響
①電感對交流電有阻礙作用，其阻礙大小用感抗表示。
低頻扼流圈的自感系數L較大，其作用是“通直流、阻交流”；
對于高頻扼流圈來說，線圈的自感系數L很小，其作用是“通低頻，阻高頻”。
②電容器對交流電有阻礙作用，其阻礙大小用容抗來表示。
耦合電容器，容量大，阻直流通交流
高頻旁路電容容量很小高中物理知識點：電磁感應，阻斷直流，阻斷低頻，通通高頻。
8. 變壓器Ⅰ
以上公式中的I、U、P均為有效值，不能使用瞬時值。
（3）電壓互感器和電流互感器
電壓互感器是將高電壓變換成低電壓，因此它的初級線圈并聯在被測高壓電路中；電流互感器是將大電流變換成小電流，因此它的初級線圈串聯在被測大電流電路中。
（二）解決變壓器問題的常用方法
思路一：電壓思路。變壓器原、副邊線圈電壓比為U1/U2=n1/n2；當變壓器有多個副邊繞組時，U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
思路二：功率思路。理想變壓器的輸入輸出功率為Pin=Pout，即P1=P2；當變壓器有多個次級繞組時，P1=P2+P3+…
思路三：當前思路，由I=P/U可知，對于只有一個次級繞組的變壓器，I1/I2=n2/n1；當變壓器有多個次級繞組時，n1I1=n2I2+n3I3+……
思路4（變壓器動態問題）約束思路。
（1）電壓控制：當變壓器初、次級線圈匝數比一定（n1/n2）時，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡單表述為“初、次級控制”。
（2）電流控制：當變壓器初、次級線圈匝數比一定（n1/n2），輸入電壓U1確定時，初級線圈中的電流I1由次級線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡單表述為“次級線圈控制初級線圈”。
（3）負載約束：①變壓器次級線圈中的功率P2由用戶負載決定，P2=P-1+P-2+……；②變壓器次級線圈中的電流I2由用戶負載和電壓U2決定，I2=P2/U2；③總功率=Pline+P2。
動態分析問題的思路可以表述為：
思路5 原理思路。變壓器初級線圈中的磁通量發生變化，鐵芯中的ΔΦ/Δt相等；當遇到
類型變壓器，
ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt，
此公式適用于電壓（電流）變化的交流電或直流電，不適用于恒定電壓或恒定電流。
IX. 電能傳輸 I
由于傳輸電的導線存在電阻，長距離傳輸電時，大量的電能在線路中損失。
在輸送電能功率和輸電導線電阻一定的條件下，提高輸送電壓，降低輸送電流強度，可以達到減少線路損耗的目的。
線路中電流強度I及電功率損耗的計算公式為：
注意：輸電線上損失的電能不能被利用
因為并不是所有的東西都會落在電線上。
10.傳感器及其工作原理Ⅰ
有一些元件能夠感受力、溫度、光、聲音、化學成分等非電量，并能按照一定的規律把它們轉換成電壓、電流等電量，或轉換成電路的通斷狀態。我們把這種元件叫做傳感器。它的優點是把非電量轉換成電量后，可以方便地進行測量、傳輸、處理和控制。
光敏電阻在光照下阻值變化的原因：有些物質，如硫化鎘，是半導體材料，沒有光照時，載流子很少，導電性較差，光照增強，載流子增多，導電性提高，光照越強，光敏電阻的阻值越小。
金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大，而熱敏電阻的電阻則隨溫度的升高而減小，且阻值隨溫度的變化而變化較大。
金屬熱電阻和熱敏電阻都可以將溫度的熱量轉換成電阻的電量，金屬熱電阻化學穩定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差。
11. 傳感器的應用 Ⅰ
1.光敏電阻
2.熱敏電阻和金屬熱電阻
3.電容式位移傳感器
4、力傳感器：把力信號轉換成電流信號的元件。
5.霍爾元件
霍爾元件是把電磁感應磁量轉換成電壓電量的元件。
外加磁場使運動的載流子受到洛倫茲力的作用，聚集在導體板的一側。導體板的另一側會出現另一種過剩電荷，這樣就形成了橫向電場。橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力。當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，在導體板的左右兩側就會形成一個穩定的電壓，這個電壓稱為霍爾電勢差或霍爾電壓。
1. 傳感器應用的一般模式
2.傳感器應用：
力傳感器的應用-電子秤
聲學傳感器的應用-麥克風
溫度傳感器的應用——電熨斗、電飯鍋、溫度計
光學傳感器的應用-鼠標、火災報警
傳感器應用示例：1、光控開關 2、溫度報警
過去的亮點
高中知識點：
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初中知識點
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