# 电磁感应

> CIE A-Level 物理 · 9702
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u24-overview/
> 占比: n/a

本单元探究变化的磁场如何产生电流和电动势，这是发电机、变压器以及绝大多数现代电力技术背后的核心原理。

**先修:** [磁场与运动电荷受到的力](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u23-magnetic-fields-overview/)

## 学习目标

- 定义磁通量和磁链，并将这些物理量应用于电磁感应问题
- 陈述并正确应用电磁感应的法拉第定律和楞次定律
- 计算多种实际场景下感应电动势的大小和方向
- 解释自感，并计算其在直流和变化电流电路中的效应

## 单元概览

本单元反过来探究你在上一单元学到的关系：不再是运动电荷产生磁场，我们探究变化的磁场如何产生电效应。我们从基础定义开始，逐步延伸到电磁感应的核心定律和实际应用，每个子主题都建立在前一步的概念之上。

本单元涵盖以下核心子主题：
- [磁通量](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u24-magnetic-flux/) — 定义磁通量和磁链，这是所有电磁感应计算的基础物理量。
- [法拉第定律和楞次定律](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u24-faraday-s-law-and-lenz/) — 介绍描述感应效应大小和方向的两条核心定律。
- [感应电动势](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u24-induced-e-m-f/) — 讲解旋转线圈、运动导体等常见场景中感应电动势的计算。
- [自感](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u24-self-inductance/) — 将电感作为电路性质引入，探究其在电流变化时产生的效应。

## 常见错误

- **错误做法:** 认为大磁通量总会产生感应电动势
  - 原因: 感应电动势取决于磁通量随时间的变化量，而非磁通量的绝对大小。
  - 正确做法: 求解电磁感应问题前，始终先确认磁通量是否发生变化。
- **错误做法:** 错误应用楞次定律，让感应效应阻碍原磁场而非磁通量变化
  - 原因: 这会导致感应电流和感应电动势的方向错误。
  - 正确做法: 记住楞次定律是阻碍磁通量的变化，而非原磁场本身。

## 速查表

| 概念 | 核心公式/规律 |
| --- | --- |
| 磁通量 | $\Phi = BA\cos\theta$ |
| 磁链（N匝） | $N\Phi = BAN\cos\theta$ |
| 法拉第定律 | $\varepsilon = - \frac{d(N\Phi)}{dt}$ |
| 楞次定律 | 感应电流阻碍产生它的变化 |
| 自感定义 | $\varepsilon = - L \frac{dI}{dt}$ |

## 下一步

从本单元的第一个子主题磁通量开始学习，为后续所有主题打下所需的基础。完成本单元所有子主题后，你可以进入下一个单元交流电，将你学到的电磁感应知识应用到交流电路概念中。

- [磁通量](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u24-magnetic-flux/)
- [法拉第定律和楞次定律](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u24-faraday-s-law-and-lenz/)
- [感应电动势](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u24-induced-e-m-f/)

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