高中物理 · 电磁感应：法拉第定律与楞次定律

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电磁感应：法拉第定律与楞次定律

EM Induction · $E=n\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$

上一章磁场对电流施力；这一章反过来——变化的磁场产生电动势。发电机、变压器、电磁炉全靠它。

①

$E=n\Delta\Phi/\Delta t$

②

感应磁场阻碍变化

③

导体切割磁感线

④

线圈自身磁通变

开场场景：发电机转得越快灯越亮——磁通变化越快，感应电动势越大。法拉第定量说出了这件事。

卡必背公式 / 记忆口诀

法拉第电磁感应定律：$E=n\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$

导体切割磁感线：$E=BLv$（$B\perp L\perp v$）

楞次定律：感应电流磁场阻碍原磁通变化

自感：线圈自身电流变化产生反电动势 $E=L\dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

口诀：口诀：磁通变快电动势大；楞次’来拒去留’；右手定则判方向

法拉第定律：感应电动势 $E=n\Delta\Phi/\Delta t$。匝数 $n$ 越多、磁通变化越快，电动势越大。导体切割磁感线 $E=BLv$。

楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起它的磁通变化。‘增反减同’。

方向判断：楞次定律（一般情况）；切割磁感线用右手定则（掌心迎磁感线、拇指运动方向、四指感应电流方向）。自感：断开开关时灯泡闪一下——线圈电流突然减小产生自感电动势。

例1：线圈 100 匝，0.1 s 内磁通从 0.02 Wb 变到 0，感应电动势？

$E=n\Delta\Phi/\Delta t$。

$E=100\times0.02/0.1=\mathbf{20\ V}$。

例2：$B=0.5$ T、长 0.4 m 导线以 3 m/s 垂直切割，$E$？

$E=BLv$。

$E=0.5\times0.4\times3=\mathbf{0.6\ V}$。

例3：磁铁 N 极插入线圈，感应电流磁场方向？

楞次：阻碍插入。

靠近端感应出 N 极（排斥）。

线圈在磁场中转动，磁通周期变化产生交流电。

变化磁场在锅底感应出涡流，焦耳热加热。

必修三：电磁感应现象入门。选必二：法拉第定律、楞次定律、自感互感。后续：交变电流变压器（下一章）。

防坑警示

楞次定律是’阻碍’不是’阻止’——磁通还是会变，只是感应电流反抗它。右手定则（感应）与左手定则（受力）别混：判断力用左手、判断电流用右手。