← Карта курса
Alterna · физика · 11 класс · 26.1

Закон электромагнитной индукции

Изменение потока и ЭДС

ЭДС в контуре равна скорости изменения магнитного потока со знаком, выражающим правило Ленца. Изменить поток можно полем, площадью или ориентацией контура.

ФГОС · 11 классФОП · базовый уровеньинтерактивная модель
ЭДС индукциипотокосцеплениеправило Ленцавихревые токи
01

Физическая картина

Что происходит и какие границы имеет модель.

Главная идея

ЭДС в контуре равна скорости изменения магнитного потока со знаком, выражающим правило Ленца. Изменить поток можно полем, площадью или ориентацией контура.

  • Постоянный поток не создаёт ЭДС, даже если само поле велико.
  • Число витков умножает суммарное потокосцепление.
  • Правило Ленца является проявлением сохранения энергии.
Как рассуждатьСначала назовите систему и взаимодействия, затем выберите величины и только после этого записывайте закон. Формула работает в пределах допущений модели.
02

Законы и величины

Символы следует читать как связь величин, а не как рецепт подстановки.

Ei=−NΔΦΔt\mathcal{E}_i=-N\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}
закон Фарадея
Φ=BScos⁡α\Phi = BS\cos\alpha
магнитный поток

Разбор ситуации

Вращение рамки в постоянном поле периодически меняет поток и создаёт переменную ЭДС.

04

Связи и применение

В реальном мире

Вращение рамки в постоянном поле периодически меняет поток и создаёт переменную ЭДС.

Проверка модели

Сравнивайте предсказание с наблюдением, оценивайте единицы, порядок величины и влияние неучтённых факторов. Расхождение не всегда означает ошибку закона: часто идеализация перестаёт быть достаточной.

Ц

Что нужно понимать

Результат 1Объяснять физический смысл темы «Закон электромагнитной индукции» через модель, а не только через формулу.
Результат 2Различать и корректно использовать термины: ЭДС индукции, потокосцепление, правило Ленца.
Результат 3Указывать условия применимости закона, проверять единицы и предельные случаи.
Т

Термины темы

Определение должно указывать физический смысл, а не заменяться бытовым синонимом.

ЭДС индукции
Работа вихревого электрического поля по переносу единичного заряда вдоль контура.
потокосцепление
Сумма магнитных потоков через все витки контура; для одинаковых витков равно NΦ.
правило Ленца
Индукционный ток направлен так, что создаваемое им поле противодействует изменению магнитного потока.
вихревые токи
Замкнутые индукционные токи, возникающие в объёме проводника при изменении магнитного потока.
Ф

Происхождение и вывод формул

Фундаментальный закон нельзя «доказать» алгеброй: для каждой записи указано, является ли она определением, экспериментальным законом или следствием модели.

Ei=−NΔΦΔt\mathcal{E}_i=-N\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}
эмпирический закон

Закон фарадея. Ниже показано, из какого определения, опыта или закона возникает эта запись и где она применима.

∣Ei∣∝N|\mathcal{E}_i|\propto N
Измерения показывают, что ЭДС катушки пропорциональна числу одинаково пронизываемых витков.
∣Ei∣∝∣ΔΦΔt∣|\mathcal{E}_i|\propto \left|\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|
Чем быстрее меняется магнитный поток через виток, тем больше модуль ЭДС.
Ei=−NΔΦΔt\mathcal{E}_i=-N\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}
Знак минус выражает правило Ленца: индуцированный ток противодействует изменению потока.
Условия: Средняя ЭДС за интервал Δt в катушке из N витков; поток через витки одинаков. Для мгновенного значения используют производную −N dΦ/dt. Контроль: Размерности обеих частей должны совпадать; результат проверяют на знак, порядок и предельный случай.
Φ=BScos⁡α\Phi = BS\cos\alpha
определение

Магнитный поток. Ниже показано, из какого определения, опыта или закона возникает эта запись и где она применима.

Φ:=∫SB⃗⋅dS⃗\Phi:=\int_S\vec B\cdot d\vec S
Магнитный поток определяют как поток вектора B через ориентированную поверхность.
B⃗=const⇒Φ=BScos⁡α\vec B=\mathrm{const}\quad\Rightarrow\quad\Phi=BS\cos\alpha
Для плоской поверхности в однородном поле интеграл превращается в скалярное произведение B и вектора площади.
Условия: Плоская поверхность площади S в однородном поле; α — угол между B и нормалью к поверхности. Контроль: Размерности обеих частей должны совпадать; результат проверяют на знак, порядок и предельный случай.
!

Границы модели и типичные ошибки

Ошибка: забыть условие моделиНельзя переносить формулу на любую ситуацию только из-за совпадения букв. Ключевое условие этой темы: Постоянный поток не создаёт ЭДС, даже если само поле велико.
Как проверить рассуждениеЧисло витков умножает суммарное потокосцепление. Затем проверьте единицы, направление векторов и поведение результата при нулевом или очень большом параметре.
Σ

Вывод по теме

Закон электромагнитной индукции

ЭДС в контуре равна скорости изменения магнитного потока со знаком, выражающим правило Ленца. Изменить поток можно полем, площадью или ориентацией контура.

  • Постоянный поток не создаёт ЭДС, даже если само поле велико.
  • Число витков умножает суммарное потокосцепление.
  • Любой численный результат сопровождается единицей, знаком и объяснением его физического смысла.
Содержание сверено с ФРП по физике ООО/СОО 2025 года и тематикой действующих линий ФПУ: И. М. Пёрышкин и соавторы (7–9), Г. Я. Мякишев и соавторы (10–11); углубления — с линиями «Инженеры будущего» и В. А. Касьянова. Формулировки оригинальные, тексты учебников не воспроизводятся.