第十章 电磁感应

第十章 电磁感应一、电磁感应现象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。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，但不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。2 ．感应电动势产生的条件感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。3 ．关于磁通量和磁通量变化如果在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S ，则定义B 与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ 表示。Φ 是标量，但是有方向（只分进、出该面两个方向）。单位为韦伯，符号为Wb 。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/(As2) 。可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B 与S 的夹角为α 时，有Φ=BSsinα （α 是B 与S 的夹角）。磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1 有多种形式，主要有：①S 、α 不变，B 改变，这时ΔΦ=ΔBSsinα②B 、α 不变，S 改变，这时ΔΦ=ΔSBsinα③B 、S 不变，α 改变，这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)若B 、S 、α 中有两个或三个同时变化时，就只能分别计算Φ1、Φ2，再求Φ2-Φ1 了。磁通量有方向的。当初、末状态的磁通量方向相反时，计算磁通量变化时应将初、末状态磁通量的大小相加。例1 ．如图所示，矩形线圈沿a 用心 爱心 专心 115 号编辑abcMNS→b →c 在条形磁铁附近移动，试判断穿过线圈的磁通量如何变化？如果线圈M沿条形磁铁从N 极附近向右移动到S 极附近，穿过该线圈的磁通量如何变化？解：⑴在磁铁右端轴线附近由上到下移动时，穿过线圈的磁通量由方向向下减小到零，再变为方向向上增大。⑵线圈M 沿条形磁铁轴线向右移动，穿过线圈的磁通量先增大再减小。例2 ．如图所示，环形导线a 中有顺时针方向的电流，a 环外有两个同心导线圈b 、c ，与环形导线a 在同一平面内。穿过线圈b 、c 的磁通量各是什么方向？穿过哪个线圈的磁通量更大？解：b 、c 线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以总磁通量都是向里的。由于穿过b 、c...