高中物理知識(shí)點(diǎn):探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


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(chǎng)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(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
2、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)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(dòng)勢(shì)的條件:無(wú)論回路是否閉合,只要穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量發(fā)生變化,線(xiàn)路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。
4、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),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(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流。
5、實(shí)驗(yàn):研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象

①過(guò)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(huà)電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線(xiàn)實(shí)驗(yàn)相同)。電鍵閉合和斷開(kāi)時(shí)、電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過(guò)程中、電鍵閉合后線(xiàn)圈A在B中插入、拔出時(shí),都會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明有電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動(dòng)觸頭不動(dòng)、線(xiàn)圈A 在B中不動(dòng)時(shí),電流表指針都不動(dòng),說(shuō)明無(wú)電流產(chǎn)生。
②結(jié)論:閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的充要條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

知識(shí)擴(kuò)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí).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(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)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(jiàn)部分導(dǎo)體“切割磁感線(xiàn)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(lái)討論和判斷有無(wú)感應(yīng)電流時(shí),應(yīng)該注意:

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

(2)即使導(dǎo)體真“切割”了磁感線(xiàn),也不能保證就能產(chǎn)生感應(yīng)電流。如圖所示,對(duì)于圖甲,盡管導(dǎo)線(xiàn)框 “切割”了磁感線(xiàn)(勻強(qiáng)磁場(chǎng)),但此時(shí)穿過(guò)閉合線(xiàn)框的磁通量并沒(méi)有發(fā)生變化,沒(méi)有感應(yīng)電流;對(duì)于圖乙,導(dǎo)線(xiàn)框的一部分“切割”了磁感線(xiàn),穿過(guò)線(xiàn)框的磁感線(xiàn)條數(shù)越來(lái)越少,線(xiàn)框中有感應(yīng)電流;對(duì)于圖丙,閉合導(dǎo)線(xiàn)框在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),切割了磁感線(xiàn),同時(shí)穿過(guò)線(xiàn)框的磁感線(xiàn)條數(shù)減少,線(xiàn)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(xiàn)的運(yùn)動(dòng),也不能絕對(duì)保證一定存在感應(yīng)電流,如圖所示,ABCD 導(dǎo)線(xiàn)框的一部分在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中上下平動(dòng),盡管是部分切割,但同樣在線(xiàn)框中沒(méi)有感應(yīng)電流,由以上討論可見(jiàn),導(dǎo)體切割磁感線(xiàn),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(guò)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(wú)論是磁場(chǎng)變化還是導(dǎo)體與磁場(chǎng)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,對(duì)普通導(dǎo)體來(lái)說(shuō),非靜電力都是自由電荷定向移動(dòng)的動(dòng)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(dòng)力的基礎(chǔ)上提出的。對(duì)于超導(dǎo)體來(lái)說(shuō),如果超導(dǎo)體內(nèi)原來(lái)無(wú)電流,可用楞次定律或右手定則來(lái)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(shí),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(shí),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(shí),非靜電力成為超導(dǎo)體內(nèi)自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的阻力.此時(shí)用楞次定律或右手定則得到的方向與實(shí)際電流的方向相反。
事實(shí)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(lái)判定超導(dǎo)體中感應(yīng)電流時(shí),要先判定非靜電力是自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力還是阻力,進(jìn)而再判定感應(yīng)電流的大小、方向。



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