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高中一~高中二年级 (15-17岁)

磁场与电磁感应

Magnetic Field & Induction

磁通量变化则产生电流
2
👀 用眼睛看
①穿过线圈的磁通量恒定时无任何变化
②移动磁铁等使磁通量变化时，线圈中感应出电流
③磁通量变化越快(斜率越大)，感应电动势越大
磁场·磁通量·感应电动势
磁通量
Φ = B A
磁场 B 与面积 A 之积 — 垂直穿过线圈的磁感线数量
法拉第定律
V = N ΔΦΔt
与匝数 N、磁通量变化率 ΔΦ/Δt 成正比的感应电动势大小
楞次定律 — 方向
🧲 阻碍变化的方向
①感应电流沿阻碍磁通量变化的方向流动(楞次定律)
②磁通量增则使其减、减则使其增的方向
③能量守恒的结果 — 没有免费的电流
直接求一求
例题 1
穿过单匝线圈的磁通量在 0.2 秒内从 0.1 Wb 变为 0.5 Wb，求感应电动势的大小。
1
磁通量变化 ΔΦ = 0.5 − 0.1 = 0.4 Wb。
2
将 N=1, Δt=0.2 代入 V = N·ΔΦ/Δt。
V = 1 × 0.40.2 = 2 V
▸ 2 V
将变化量(Wb)除以时间(s)是关键 — 而非磁通量本身。
例题 2
穿过 100 匝线圈的磁通量在 0.01 秒内变化 0.02 Wb，求感应电动势的大小。
1
乘以匝数 N=100。
V = N ΔΦΔt
2
V = 100 × 0.02/0.01。
V = 100 × 2 = 200 V
▸ 200 V
漏掉匝数 N 会使答案小 N 倍。
总结
核心结论
Φ = B A, V = N ΔΦΔt
磁通量为 B×A，感应电动势为匝数 × 磁通量变化率
2021 修能科学探究(物理Ⅰ)类题改编
穿过 200 匝线圈的磁通量在 0.1 秒内均匀变化 0.3 Wb，感应电动势的大小为?
①60 V
②200 V
③300 V
④600 V
⑤900 V
▸ ④ 600 V
1
将 N=200, ΔΦ=0.3, Δt=0.1 代入 V = N·ΔΦ/Δt。
V = 200 × 0.30.1
2
计算。
V = 200 × 3 = 600 V
🎯 考试要点
①磁通量 Φ = BA
②法拉第 V = N·ΔΦ/Δt(匝数 N 必需)
③楞次定律:阻碍变化的方向
④磁通量恒定则感应电流为 0
⑤V 与变化率成正比 — 越快越大
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