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探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

更新時間:2016/9/2 16:47:00  手機版

  探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:

  1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流,產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。

  2、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0。

  3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件:無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線路中就有感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。

  4、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,回路不閉合,則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。

  5、實驗:研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象

  ①過程首先要查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系(方法與畫電場中平面上等勢線實驗相同)。電鍵閉合和斷開時、電鍵閉合后滑動變阻器的滑動觸頭移動過程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時,都會發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明有電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動觸頭不動、線圈A 在B中不動時,電流表指針都不動,說明無電流產(chǎn)生。

 、诮Y(jié)論:閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的充要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

  知識擴展:

  關(guān)于“切割”的討論:

  閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時.閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。如圖所示,當(dāng)導(dǎo)體 AD向右運動時,穿過ABCD的磁通量發(fā)生變化(面積變大),所以ABCD回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。由此可見部分導(dǎo)體“切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流”和“磁通量變化”在本質(zhì)上是一致的。

  在利用“切割”來討論和判斷有無感應(yīng)電流時,應(yīng)該注意:

  (1)導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”,如果沒有“割斷”,就不能說切割。如圖所示,甲、乙兩圖中,導(dǎo)線是真“切割”:而圖丙中,線圈與磁感線平行,線圈沒有切割磁感線。

  (2)即使導(dǎo)體真“切割”了磁感線,也不能保證就能產(chǎn)生感應(yīng)電流。如圖所示,對于圖甲,盡管導(dǎo)線框 “切割”了磁感線(勻強磁場),但此時穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變化,沒有感應(yīng)電流;對于圖乙,導(dǎo)線框的一部分“切割”了磁感線,穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少,線框中有感應(yīng)電流;對于圖丙,閉合導(dǎo)線框在非勻強磁場中運動,切割了磁感線,同時穿過線框的磁感線條數(shù)減少,線框中有感應(yīng)電流:

  (3)即使是閉合回路的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運動,也不能絕對保證一定存在感應(yīng)電流,如圖所示,ABCD 導(dǎo)線框的一部分在勻強磁場中上下平動,盡管是部分切割,但同樣在線框中沒有感應(yīng)電流,由以上討論可見,導(dǎo)體切割磁感線,不是在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件.歸根結(jié)底還要看穿過閉合回路的磁通量是否發(fā)生變化。

  超導(dǎo)體的電磁感應(yīng)現(xiàn)象:

  無論是磁場變化還是導(dǎo)體與磁場間相對運動引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,對普通導(dǎo)體來說,非靜電力都是自由電荷定向移動的動力,能量轉(zhuǎn)化是單向的,楞次定律和右手定則都是在非靜電力是動力的基礎(chǔ)上提出的。對于超導(dǎo)體來說,如果超導(dǎo)體內(nèi)原來無電流,可用楞次定律或右手定則來判定超導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向,只是當(dāng)磁通量持續(xù)增加或是持續(xù)減小時,超導(dǎo)體內(nèi)的感應(yīng)電流總是增大的,磁通量停止變化時,超導(dǎo)體內(nèi)的感應(yīng)電流保持恒定,當(dāng)磁通量的變化方向改變時,非靜電力成為超導(dǎo)體內(nèi)自由電荷定向運動的阻力.此時用楞次定律或右手定則得到的方向與實際電流的方向相反。

  事實上,楞次定律或右手定則確定的是電磁感應(yīng)中正電荷所受非靜電力的方向,在用來判定超導(dǎo)體中感應(yīng)電流時,要先判定非靜電力是自由電荷定向運動的動力還是阻力,進而再判定感應(yīng)電流的大小、方向。

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