1.产生感应电流的条件

感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

以上表述是充分必要条件。不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。

当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件，不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。

1．在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，不管电路闭合与否，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。

闭合　　 感应电动势　　　 有电流

断开　　 感应电动势　　 　　无电流

(1) (感应电动势与磁通量的变化律成正比)--平均电动势

(2)

(3)　　 自感电动势：

L为自感系数(①线圈面积；②匝数；③铁芯。)

电流强度增大时，感应电动势的方向与电流方向相反；

电流强度减小时，感应电动势的方向与电流方向相同；

阻碍的是电流的变化，电流将继续增大到应该达到的值。

注:自感现象是楞次定律“阻碍”含义的另一体现。

　　 (4)　 电磁感应现象中的能量守恒:

大家再看这个图，ab杆以速度v向右运动切割磁力线，ab杆上产生的感应电流方向是b→a ，在产生感应电流的同时，就会受到磁场对它的力的作用，安培力的方向是垂直于导线向左，为保证ab向右匀速做切割磁力线运动就必须对ab施加一个与安培力大小相等，方向相反的外力F的作用，这样外力F就要克服安培力做功，维持导体ab匀速运动。F 做正功 -- 动能增加；

f　 做负功 -- 动能减少；

从而把机械能转化为电能，下面从能量的角度在此分析上题。

ab杆向右匀速运动在时间，外力F所做的功：

设感应电动势为ε，在时间内，感应电流所做的功：

根据能量守恒：　 　　

说明法拉第电磁感应定律与能量的转化和守恒定律是相符的。

附

2．楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流　

的磁通量的变化。

(1)　　 阻碍的理解： 阻碍变化-- 增反减同

　　　　　　　　　　　　　　 阻碍不等于阻止，阻碍的是磁通量变化的快慢

　　　　　　　　　 　　　　　阻碍相对运动(敌进我退，敌退我扰)

(2)　　 应用楞次定律判断感应电流的方法：

①　　 明确原磁场(B_原)方向；

②　　 分析磁通量(ф)的变化；

③　　 确定感应电流的磁场(B_感)方向，

④　　 用右手螺旋法则判定感应电流(I_感)的方向。

例：磁通量的变化引起感应电流。

1．右手定则：让磁力线穿过手心，大拇指指向导体的运动方向，四指所指的方向就是感应电流的方向。

例：在一个匀强磁场中有一个金属框MNOP，且MN杆可沿轨道滑动。

(1)　　 当MN杆以速度向右运动时，金属框内有没有感应电流？

(2) 若MN杆静止不动而突然增大电流强度I，金属框内有无感应电流？方向如何？

2．产生感应电流的条件： 电路闭合；

　　　　　　　　　　　　 回路中磁通量发生变化；

1．电磁感应现象：能产生感应电流的现象称电磁感应现象。

3.电磁波的应用

要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。

例10. 电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速。被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动。设法把高能电子引入靶室，能使其进一步加速。在一个半径为r=0.84m的电子感应加速器中，电子在被加速的4.2ms内获得的能量为120MeV。这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁通量从零增到1.8Wb，求电子共绕行了多少周？

解：根据法拉第电磁感应定律，环形室内的感应电动势为E== 429V，设电子在加速器中绕行了N周，则电场力做功NeE应该等于电子的动能E_K，所以有N= E_K/Ee，带入数据可得N=2.8×10⁵周。　

例11. 如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e，质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B₀+kt(k>0)。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v₀，方向顺时针，从此开始后运动一周后的磁感应强度为B₁，则此时电子的速度大小为　

A.　 B.　　 C.　　 D.

解：感应电动势为E=kπr²，电场方向逆时针，电场力对电子做正功。在转动一圈过程中对电子用动能定理：kπr²e=　 mv²-　 mv₀²，B正确；由半径公式知，A也正确，答案为AB。

例12. 如图所示，平行板电容器和电池组相连。用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中，关于电容器两极板间的电场和磁场，下列说法中正确的是

　　 A.两极板间的电压和场强都将逐渐减小　　

　　 B.两极板间的电压不变，场强逐渐减小

　　 C.两极板间将产生顺时针方向的磁场

　　 D.两极板间将产生逆时针方向的磁场

解：由于极板和电源保持连接，因此两极板间电压不变。两极板间距离增大，因此场强E=U/d将减小。由于电容器带电量Q=UC，d增大时，电容C减小，因此电容器带电量减小，即电容器放电。放电电流方向为逆时针。在引线周围的磁场方向为逆时针方向，因此在两极板间的磁场方向也是逆时针方向。选BD。

2.电磁波

变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。

有效地发射电磁波的条件是：⑴频率足够高(单位时间内辐射出的能量P∝f ⁴)；⑵形成开放电路(把电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去)。

电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=3.0×10⁸m/s。

1.电磁场

要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

可以证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。

⑵按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。

5.远距离输电

　　 一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n₁、n₁^/ n₂、n₂^/，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。从图中应该看出功率之间的关系是：P₁=P₁^/，P₂=P₂^/，P₁^/=P_r=P₂。电压之间的关系是：。电流之间的关系是：。可见其中电流之间的关系最简单，中只要知道一个，另两个总和它相等。因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。

输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，而不能用。

　　 特别重要的是要会分析输电线上的功率损失，由此得出的结论： ⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。两者相比，当然选择前者。⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。

例7. 学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电动势多大？⑶输电线上损耗的电功率多大？

解：⑴所有灯都正常工作的总功率为22×6×40=5280W，用电器总电流为A，输电线上的电流A，降压变压器上：U₂=4U₂^/=880V，输电线上的电压损失为：U_r=I_RR=24V ，因此升压变压器的输出电压为U₁^/=U_R+U₂=904V，输入电压为U₁=U₁^//4=226V，输入电流为I₁=4I₁^/=24A，所以发电机输出功率为P_出=U₁I₁=5424W

　　 ⑵发电机的电动势E=U₁+I₁r=250V

　　 ⑶输电线上损耗的电功率P_R=I_R²R=144W

例8. 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：⑴这时的输电效率η和输电线的总电阻r。⑵若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？

解；⑴由于输送功率为P=500kW，一昼夜输送电能E=Pt=12000度，终点得到的电能E ^/=7200度，因此效率η=60%。输电线上的电流可由I=P/U计算，为I=100A，而输电线损耗功率可由P_r=I ²r计算，其中P_r=4800/24=200kW，因此可求得r=20Ω。　　

⑵输电线上损耗功率，原来P_r=200kW，现在要求P_r^/=10kW ，计算可得输电电压应调节为U^/ =22.4kV。