高中物理选修3-5选修3-2知识点总结word版本.doc

高中物理选修3-5知识点梳理；一、动量动量守恒定律；1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①；动量的表达式P=mv；2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力；运用动量守恒定律要注意以下几个问题：；①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动；②对于某些特定的问题,例如碰撞、爆炸等，系统在一；③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的

高中物理选修3-5知识点梳理
一、动量 动量守恒定律
1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。单位是kg?ms.动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。因为速度是相对的，所以动量也是相对的。
2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：
①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。
④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、
磁力，动量守恒定律都适用。系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。
3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较：
①动量是矢量, 动能是标量。
②动量是用来描述机械运动互相转移的物理量而动能往往用来描述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移——速度的变化可以用动量守恒，若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去计算了。所以动量和动能是从不同侧面反映和描述机械运动的物理量。
动量守恒定律与机械能守恒定律比较：前者是矢量式，有广泛的适用范围，而后者是标量式其适用范围则要窄得多。这些区别在使用中一定要注意。
4、碰撞：两个物体相互作用时间极短，作用力又很大，其他作用相对很小，运动状态发生显著化的现象叫做碰撞。
以物体间碰撞形式区分，可以分为“对心碰撞”(正碰), 而物体碰前速度沿它们质心的连线；“非对心碰撞”——中学阶段不研究。
以物体碰撞前后两物体总动能是否变化区分，可以分为：“弹性碰撞”。碰撞前后物体系总动能守恒；“非弹性碰撞”，完全非弹性碰撞是非弹性碰撞的特例，这种碰撞，物体在相碰后粘合在一起，动能损失最大。
各类碰撞都遵守动量守恒定律和能量守恒定律，不过在非弹性碰撞中，有一部分动能转变成了其他形式能量，因此动能不守恒了。
二、验证动量守恒定律（实验、探究） Ⅰ
【实验目的】研究在弹性碰撞的过程中，
的物体系统动量守恒．
【实验原理】利用图2-1的装置验证碰
量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上
跟放在斜槽末端上的另一个质量较小
碰撞，两球均做平抛运动．由于下落高
从而导致飞行时间相等，我们用它们平图2-1 相互作用撞中的动滚下来，的球发生度相同，抛射程的大小代替其速度．小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m1v1=m1v1＇+m2v2＇，则可验证动量守恒定律．
进一步分析可以知道，如果一个质量为m1，速度为v1的球与另一个质量为m2，速度为v2的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1＇和v2＇，则由动量守恒定律有：m1v1=m1v1＇+m2v2＇.
【实验器材】两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽；
复写纸；天平；刻度尺；圆规．
【实验步骤】
1.用天平分别称出两个小球的质量m1和m2；
2.按图2-1安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在
位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.
3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点如图2-2。
重锤线；白纸； P 图2-2 地面适当的
4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；
5.让入射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤
(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N；
6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；
7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：m1·OP=m1·OM+m2·ON
【注意事项】
1．“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件．
2．测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度．
3．斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态．
4．入射球的质量应大于被碰球的质量．
5．入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下．方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球．
6．实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．
7．m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的单位即可．
【误差分析】
误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差．每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小．应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差．
下列一些原因可能使实验产生误差：
1．若两球不能正碰，则误差较大；
2．斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差；
3．O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；
4．测量和作图有偏差；
5．仪器和实验操作的重复性不好，使得每次做实验时不是统一标准．
三、弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ
⑴完全弹性碰撞：在弹性力的作用下，系统内只发生机械能的转移，无机械能的损失，称完全弹性碰撞。
⑵非弹性碰撞：非弹性碰撞：在非弹性力的作用下，部分机械能转化为物体的内能，机械能有了损失，称非弹性碰撞。
⑶完全非弹性碰撞：在完全非弹性力的作用下，机械能；四、普朗克量子假说黑体和黑体辐射Ⅰ；一、量子论；1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊；2.量子论的主要内容：；①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最；②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳；3.量子论的发展；①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中；②1913年，英国物

⑶完全非弹性碰撞：在完全非弹性力的作用下，机械能损失最大（转化为内能等），称完全非弹性碰撞。碰撞物体粘合在一起，具有相同的速度。
四、普朗克量子假说 黑体和黑体辐射 Ⅰ
一、量子论
1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。
2.量子论的主要内容：
①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。
②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。
3.量子论的发展
①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。
②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。
③到1925年左右，量子力学最终建立。
二、黑体和黑体辐射
1．热辐射现象
任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。
第 - 6 - 页 共 17 页
②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。
辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。
实验表明：物体辐射能多少决定于物
（T）、辐射的波长、时间的长短和发
2.黑体
物体具有向四周辐射能量的本领，又
界辐射来的能量的本领。
黑体是指在任何温度下，全部吸收任
辐射的物体。
3．实验规律：
1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加；
2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。
五、光电效应 Ⅰ
1、光电效应
⑴光电效应在光（包括不可见光）的照射下，从物体发射
电子的现象称为光电效应。
⑵光电效应的实验规律：装置：如右图。
①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大
这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。
第 - 7 - 页 共 17 页 体的温度射的面积。 有吸收外何波长的出于
③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少），与入射光强度成正比。
④ 金属受到光照，光电子的发射一般不超过10秒。
2、波动说在光电效应上遇到的困难
波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难
3、光子说
⑴量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量??h?－9.
⑵光子论：1905年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比。即：?
其中?是电磁波的频率，h为普朗克恒量：h=6.63×10
4、光子论对光电效应的解释
金属中的自由电子，获得光子后其动能增大，当功能大于脱出功时，电子即可脱离金属表面，入射光的频率越大，光子能量越大，电子获得的能量才能越大，飞出时最大初功能也越大。
5．光电效应方程：Ek?h??W0 －34?h?. J?s
Ek 是光电子的最大初动能，当Ek =0 时，?c为极限频率，?c=W0. h
六、光的波粒二象性 物质波 Ⅰ
光既表现出波动性，又表现出粒子性
大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强；频率高的光子表现出
第 - 8 - 页 共 17 页
的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强．
实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满则下列关系：
?h??，??hP
从光子的概念上看，光波是一种概率波.
七、原子核式结构模型 Ⅰ
1、电子的发现和汤姆生的原子模型：
⑴电子的发现：
1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列研究，从而发现了电子。 电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。
⑵汤姆生的原子模型：
1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，
匀分布在整个球体内，而带负电的电子
中。
2、粒子散射实验和原子核结构模型
⑴粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的.
①装置：如右图。
②现象：
a. 绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。
b. 有少数粒子发生较大角度的偏转
c. 有极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，即被反向弹回。 ⑵原子的核式结构模型：
第 - 9 - 页 共 17 页 它的正电荷均镶嵌在正电荷
由于粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
1911年，卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径约为10m，原子轨道半径约为10m。
⑶光谱
①观察光谱的仪器，分光镜
②光谱的分类，产生和特征
-15-10
③光谱分析：；一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下；氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单；1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的14；2?；)n=3，4，5，?n2；式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式；除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的；九、原子的能级Ⅰ玻尔的原子模型；⑴原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）

③ 光谱分析：
一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。 八、氢原子光谱 Ⅰ
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的14条谱线作了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：1?R(12
?
2?
1
) n=3，4，5，? n2
式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式。
除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。 征，用经典的电磁理论
九、原子的能级 Ⅰ 玻尔的原子模型
⑴原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）
a电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
nm
具有分立特无法解释。
Hε δ Hγ Hβ Hα H
b电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。 ⑵玻尔理论
上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：
①定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外在辐射能量，这些状态叫定态。 ②跃迁假设：原子从一个定态（设能量为Em）跃迁到另一定态（设能量为En）时，它辐射成吸收一定频率的光子，光这两个定态的能量差决定，即 hv=Em－En ③轨道量子化假设，原子的不同能量子不同的运行轨道相对应。原子的能量电子可能轨道的分布也是不连续的。 ⑶玻尔的氢子模型：
①氢原子的能级公式和轨道半径公
式：玻尔在状态，跟电不连续因而子的能量由
三条假设基础上，利用经典电磁理论和牛顿力学，计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径，以及电子在各条轨道上运行时原子的能量，（包括电子的动能和原子的热能。）
②氢原子的能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。
其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态，称为激发态。
十、原子核的组成 Ⅰ 原子核
1、天然放射现象
⑴天然放射现象的发现：1896年法国物理学，现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线可穿透黑纸而使照相底片感光。 放射性：物质能发射出上述射线的性质称放放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素
天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。
⑵放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如：图1
贝克勒耳发线。这种射
射性
2、原子核的组成
原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子
在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电荷数
十一、原子核的衰变 半衰期 Ⅰ
⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒
在?衰变中新核质子数多一个，而质量数不变是由于反映中有一个中子变为一
个质子和一个电子，即：01n?11H??1e.
?
辐射伴随着?衰变和?衰变产生，这时放射性物质发出的射线中就会同时具有
三种射线。
?、?和?
⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
十二、放射性的应用与防护 放射性同位素 Ⅰ
放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。
正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。
30
1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷15P，
27301即：24He?13Al?15P?0n
30反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的15P，它是通过核反应生成的
人工放射性同位素。
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素： 1、放射强度容易控制 2、可以制成各种需要的形状 3、半衰期更短
4、放射性废料容易处理 放射性同位素的应用： ①利用它的射线
A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．
B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制
C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电 D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等 ②作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.
棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收．但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决．；放射性的防护：；⑴在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线；⑵用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在；⑶在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源；十三、核反应方程Ⅰ；1.熟记一些实验事实的核反应方程式；4171⑴卢瑟福用α粒子轰击氦核打出质子：14；7N?2He?8O?1H；⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象：；2344

面的问题就很容易解决．
放射性的防护：
⑴在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄
⑵用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里
⑶在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源
十三、核反应方程 Ⅰ
1.熟记一些实验事实的核反应方程式。
4171⑴卢瑟福用α粒子轰击氦核打出质子：14
7N?2He?8O?1H
⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象：
2344α衰变：238U?Th?92902He
2340β衰变：234
90Th?91Pa??1e
1⑶查德威克用α粒子轰击铍核打出中子：49Be?24He?12
6C?0n
⑷居里夫人发现正电子：30
1527134301Al?2He?15P?0nP?Si?e30
1401
2⑸轻核聚变：01n?11H?1H??
235
92
92190U?01n?136Xe?10n?54038Sr⑹重核裂变：235U?n?Ba?Kr?3n1
014456893610
2.熟记一些粒子的符号
0 α粒子（24He）、质子（11H）、中子（01n）、电子（?1、氘核（12H）、氚核（13H）e）
3.注意在核反应方程式中，质量数和电荷数是守恒的。
处理有关核反应方程式的相关题目时，只要做到了以上几点，即可顺利解决问题。
十四、重核裂变 核聚变 Ⅰ
释放核能的途径——裂变和聚变
⑴裂变反应：
①裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的裂变反应。
1144891 例如：235
92U?0n?56Ba?36Kr?30n
②链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。 链式反应的条件： 临界体积，极高的温度.
③235
92U裂变时平均每个核子放能约200Mev能量
1kg235
92U全部裂变放出的能量相当于2800吨煤完全燃烧放出能量！
⑵聚变反应：
①聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。
2341 例如： 1H?1H?2He?0n?17.6MeV
②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个中子），释放出17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量3MeV以上。比列变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。
③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。

物理选修3-2知识点总结
第一章、电磁感应现象
1．电磁感应现象Ⅰ
只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。
2感应电流的产生条件Ⅱ
1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中 （ 是B与S的夹角）看，磁通量的变化 可由面积的变化 引起；可由磁感应强度B的变化 引起；可由B与S的夹角 的变化 引起；也可由B、S、 中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3、产生感应电动势、感应电流的条件：导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3法拉第电磁感应定律
1、电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。
——当长L的导线，以速度 ，在匀强磁场B中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为 。 如图所示。设产生的感应电流强度为I，MN间电动势为 ，则MN受向左的安培力 ，要保持MN以 匀速向右运动，所施外力 ，当行进位移为S时，外力功 。 为所用时间。
而在 时间内，电流做功 ，据能量转化关系， ，则 。
∴ ，M点电势高，N点电势低。
此公式使用条件是 方向相互垂直，如不垂直，则向垂直方向作投影。电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。
如上图中分析所用电路图，在 回路中面积变化 ，而回路跌磁通变化量 ，又知 。
如果回路是 匝串联，则 。
公式 。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2) 只与穿过电路的磁通量的变化率 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。公式二: 。要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(l^B )。2) 为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度(即l为导体实际长度在垂直于B方向上的投影)。公式三: 。注意: 1)该公式由法拉第电磁感应定律推出。适用于自感现象。2) 与电流的变化率 成正比。
公式 中涉及到磁通量的变化量 的计算, 对 的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S不变, 磁感应强度发生变化, 由 , 此时 , 此式中的 叫磁感应强度的变化率, 若 是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则 , 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。
严格区别磁通量 , 磁通量的变化量 磁通量的变化率 , 磁通量 , 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量 , 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率 表示磁通量变化的快慢, , 大, 不一定大; 大, 也不一定大, 它们的区别类似于力学中的v, 的区别, 另外I、 也有类似的区别。
公式 一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同, 对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况, 如何求感应电动势？如图1所示, 一长为l的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度 匀速转动, 转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为B, 求AC产生的感应电动势, 显然, AC各部分切割磁感线的速度不相等, , 且AC上各点的线速度大小与半径成正比, 所以AC切割的速度可用其平均切割速度, 故 ——当长为L的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B的平面内，以角速度 匀速转动时，其两端感应电动势为 。
如图所示，AO导线长L，以O端为轴，以 角速度匀速转动一周，所用时间 ，描过面积 ，（认为面积变化由0增到 ）则磁通变化 。
在AO间产生的感应电动势 且用右手定则制定A端电势高，O端电势低。
——面积为S的纸圈，共 匝，在匀强磁场B中，以角速度 匀速转坳，其转轴与磁场方向垂直，则当线圈平面与磁场方向平行时，线圈两端有最大有感应电动势 。
如图所示，设线框长为L，宽为d，以 转到图示位置时， 边垂直磁场方向向纸外运动，切割磁感线，速度为 （圆运动半径为宽边d的一半）产生感应电动势
， 端电势高于 端电势。
边垂直磁场方向切割磁感线向纸里运动，同理产生感应电动热势 。 端电势高于 端电势。
边， 边不切割，不产生感应电动势， ． 两端等电势，则输出端M．N电动势为 。 如果线圈 匝，则 ，M端电势高，N端电势低。
参照俯示图，这位置由于线圈长边是垂直切割磁感线，所以有感应电动势最大值 ，如从图示位置转过一个角度 ，则圆运动线速度 ，在垂直磁场方向的分量应为 ，则此时线圈的产生感应电动势的瞬时值即作最大值 .即作最大值方向的投影， （ 是线圈平面与磁场方向的夹角）。
当线圈平面垂直磁场方向时，线速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，感应电动势为零。 总结：计算感应电动势公式：
（ 是线圈平面与磁场方向的夹角）。
注意：公式中字母的含义，公式的适用条件及使用图景。
区分感应电量与感应电流, 回路中发生磁通变化时, 由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流, 在 内迁移的电量(感应电量)为
, 仅由回路电阻和磁通量的变化量决定, 与发生磁通量变化的时间无关。因此, 当用一磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一位置时, 线圈里聚积的感应电量相等, 但快插与慢插时产生的感应电动势、感应电流不同, 外力做功也不同。
4、楞次定律：
1、1834年德国物理学家楞次通过实验总结出：感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
即磁通量变化 感应电流 感应电流磁场 磁通量变化。
2、当闭合电路中的磁通量发生变化引起感应电流时，用楞次定律判断感应电流的方向。
楞次定律的内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流为磁通量变化。
楞次定律是判断感应电动势方向的定律，但它是通过感应电流方向来表述的。按照这个定律，感应电流只能采取这样一个方向，在这个方向下的感应电流所产生的磁场一定是阻碍引起这个感应电流的那个变化的磁通量的变化。我们把“引起感应电流的那个变化的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以简单表达为：感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化。所谓阻碍原磁通的变化是指：当原磁通增加时，感应电流的磁场（或磁通）与原磁通方向相反，阻碍它的增加；当原磁通减少时，感应电流的磁场与原磁通方向相同，阻碍它的减少。从这里可以看出，正确理解感应电流的磁场和原磁通的关系是理解楞次定律的关键。要注意理解“阻碍”和“变化”这四个字，不能把“阻碍”理解为“阻止”，原磁通如果增加，感应电流的磁场只能阻碍它的增加，而不能阻止它的增加，而原磁通还是要增加的。更不能感应电流的“磁场”阻碍“原磁通”，尤其不能把阻碍理解为感应电流的磁场和原磁道方向相反。正确的理解应该是：通过感应电流的磁场方向和原磁通的方向的相同或相反，来达到“阻碍”原磁通的“变化”即减或增。楞次定律所反映提这样一个物理过程：原磁通变化时（ 原变），产生感应电流（I感），这是属于电磁感应的条件问题；感应电流一经产生就在其周围空间激发磁场（ 感），这就是电流的磁效应问题；而且I感的方向就决定了 感的方向（用安培右手螺旋定则判定）； 感阻碍 原的变化——这正是楞次定律所解决的问题。这样一个复杂的过程，可以用图表理顺如下： 楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因，即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍，闭合电路就会努力实现这种过程：
（1）阻碍原磁通的变化（原始表述）；
（2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”，具体表现为：若产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动，则它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化；若引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动，而回路的面积又不可变，则回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动，而回路将发生与磁体同方向的运动；
（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势；
（4）阻碍原电流的变化（自感现象）。
利用上述规律分析问题可独辟蹊径，达到快速准确的效果。如图1所示，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断在插入过程中导环如何运动。若按常规方法，应先由楞次定律 判断出环内感应电流的方向，再由安培定则确定环形电流对应的磁极，由磁极的相互作用确定导线环的运动方向。若直接从感应电流的效果来分析：条形磁铁向环内插入过程中，环内磁通量增加，环内感应电流的效果将阻碍磁通量的增加，由磁通量减小的方向运动。因此环将向右摆动。显然，用第二种方法判断更简捷。
（5）应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤：
①查明原磁场的方向及磁通量的变化情况；
②根据楞次定律中的“阻碍”确定感应电流产生的磁场方向；
③由感应电流产生的磁场方向用安培表判断出感应电流的方向。
3、当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，用右手定则可判定感应电流的方向。
运动切割产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情况下，不如用右手定则判定的方便简单。反过来，用楞次定律能判定的，并不是用右手定则都能判定出来。如图2所示，闭合图形导线中的磁场逐渐增强，因为看不到切割，用右手定则就难以判定感应电流的方向，而用楞次定律就很容易判定。
要注意左手定则与右手定则应用的区别，两个定则的应用可简单总结为：“因电而动”用左手，“因动而电”用右手，因果关系不可混淆。

5、互感、 自感
互感：由于线圈A中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B中激发了感应电动势。这种现象叫互感。
自感现象是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。所产生的感应电动势叫做自感电动势。自感系数简称自感或电感, 它是反映线圈特性的物理量。线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。
1、自感现象分通电自感和断电自感两种, 其中断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题, 如图2所示, 原来电路闭合处于稳定状态, L与 并联, 其电流分别为 , 方向都是从左到右。在断开S的瞬间, 灯A中原来的从左向右的电流 立即消失, 但是灯A与线圈L构成一闭合回路, 由于L的自感作用, 其中的电流
不会立即消失, 而是在回路中逐断减弱维持暂短的时间, 在这个时间内灯A中有从右向左的电流通过, 此时通过灯A的电流是从 开始减弱的, 如果原来 , 则在灯A熄灭之前要闪亮一下; 如果原来 , 则灯A是逐断熄灭不再闪亮一下。原来 哪一个大, 要由L的直流电阻 和A的电阻 的大小来决定, 如果 , 如果 。
2、由于线圈（导体）本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。
由上例分析可知：自感电动势总量阻碍线圈（导体）中原电流的变化。
3、自感电动势的大小跟电流变化率成正比。
L是线圈的自感系数，是线圈自身性质，线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，有铁芯则线圈的自感系数L越大。单位是亨利（H）。
如是线圈的电流每秒钟变化1A，在线圈可以产生1V 的自感电动势，则线圈的自感系数为1H。还有毫亨（mH），微亨（ H）。
6、涡流及其应用
1．变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流
2．应用：
（1）新型炉灶——电磁炉。
（2）金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。
第二章、交变电流
1、交流电的产生及变化规律：
（1）产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。
矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图5—1所示，产生正弦（或余弦）交流电动势。当外电路闭合时形成正弦（或余弦）交流电流。
图5—1
（2）变化规律：
（1）中性面：与磁力线垂直的平面叫中性面。

线圈平面位于中性面位置时，如图5—2（甲）所示，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零。因此，感应电动势为零
图5—2
当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时（即线圈平面与磁力线平行时）如图5—2（丙）所示，穿过线圈的磁通量虽然为零，但线圈平面内磁通量变化率最大。因此，感应电动势值最大。
V（伏） n（N为匝数）
（2）感应电动势瞬时值表达式：
若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：如图5—2（乙）所示。
感应电流瞬时值表达式：
若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：如图5—2（丁）所示。 感应电流瞬时值表达式：
2、表征交流电的物理量：
（1）瞬时值、最大值和有效值：
交流电在任一时刻的值叫瞬时值。
瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻，如果二者热效应相等（即在相同时间内产生相等的热量）则此等效的直流电压，电流值叫做该交流电的电压，电流有效值。
正弦（或余弦）交流电电动势的有效值和最大值的关系为：
交流电压有效值：
交流电流有效值 ：
注意：通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明的耐压值是指最大值。
（2）周期、频率和角频率
交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示，单位是秒。
交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。以f表示，单位是赫兹。