高中电磁感应物理知识详解(电磁感应第一节感应电流的产生条件)
这一章我们将要学习电磁感应。
一 划时代的发现
我们知道自第二次工业革命进入电气时代,我们现在的社会离不开电。那么怎样产生电呢?绝大部分发电机的工作原理就是电磁感应。
前面我们学习过静电场和磁场。在物理学的发展史上,早期电学和磁学是完全分开的两个学科。直到后来奥斯特发现电流的磁效应,发现电竟能生磁。这一发现打开了电学和磁学沟通的大门。
自此之后,科学家们开始纷纷猜测,电能生磁,那么磁能生电吗?最终,法拉第经过十年的艰苦探索,完成了实验的验证。他发现要想磁生电,离不开运动和变化。运动的磁场,运动的电流,变化的电流都可以产生电流。他把产生电流的过程称之为电磁感应,产生的电流称之为感应电流。
二 探究感应电流的产生条件
下面我们来看一下法拉第十年研究所作的实验,尝试总结感应电流产生的条件。
实验一 运动的磁铁
当磁铁向下插入,或者向上拔出,有感应电流。当磁铁静止时没有感应电流。
解释:磁体的运动,导致磁场的改变,引起电磁感应。
实验二 变化的电流
当通上恒定电流时,没有感应电流。当开关闭合或者断开时,在这一瞬间有感应电流。
解释:电流的有无,导致磁场变化,引起电磁感应现象。
实验三 运动的电流
当通电线圈A向下插入线圈B,或者向上拔出线圈B,有感应电流。当通电线圈A静止时没有感应电流。
解释:通电线圈A的运动,导致磁场的改变,引起电磁感应。
实验四 运动的导线
当导线来回切割磁感线时,有感应电流。
解释:磁场穿过的线圈的面积发生改变,导致电磁感应现象产生。
综上,我们发现要么是磁场B的变化导致感应电流的产生。要么是闭合线圈的面积S发生了变化导致感应电流的产生。
而且在前面我们学习了一个物理量——磁通量(物理意义:描述穿过某平面的磁感线的条数。)
定义:
因此,我们可以把感应电流产生的条件总结为:闭合线圈的磁通量发生变化。
注意该条件有两个注意事项:
1要想有电流 必须要有闭合的回路
2磁通量的变化
三 磁通量复习回顾
下面我们来复习一下磁通量
1定义:
2注意事项
①磁场是匀强磁场,不垂直时将磁感应强度分解(或者将面积分级,计算结果一样)
②和线圈匝数无关,描述穿过某平面的磁感线的条数。
③磁通量为标量,没有方向,但有正负,当穿入某平面为正则传出为负。
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