电磁感应是将机械能转化为电能,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中,消耗了机械能,产生了电能,因此该过程实现了机械能转化为电能;并利用电磁感应原理制成了发电机。
电磁感应的定义
当导线在磁场中切割磁感线或穿过线圈中的磁通发生变化时产生感应电动势;当感应电动势与电路连接而形成闭合回路时,电路中就有电流,这种现象称做电磁感应。由电磁感应形成的电流称做感应电流。
电磁感应怎么判断电流方向
一、右手定则:伸开右手,让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指指的就是感应电流的方向。四指指向还可以理解为:感应电动势的方向、该部分导体的高电势处。
用右手定则时应注意:主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势与感应电流的方向判定。右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直。
当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向切割磁感线的分速度方向。若形成闭合回路,四指指向感应电流方向;若未形成闭合回路,四指指向高电势。“因电而动”用左手定则。“因动而电”用右手定则。
应用时要特别注意:四指指向是电源内部电流的方向(负→正)。因而也是电势升高的方向;即:四指指向正极。
二、楞次定律(判断感应电流方向)
1、楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2、对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍”不是阻止,这里是阻而未止。阻碍磁通量变化指:磁通量增加时,阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用);磁通量减少时,阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用),简称“增反减同”。
3、理解楞次定律要注意四个层次:谁阻碍谁?是感应电流的磁通量阻碍原磁通量;阻碍什么?阻碍的是磁通量的变化而不是磁通量本身;如何阻碍?当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”;结果如何?阻碍不是阻止,只是延缓了磁通量变化的快慢,结果是增加的还是增加,减少的还是减少。
三、楞次定律的应用步骤“一原、二感、三电流”
1、明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路上的方向;
2、搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增减情况;
3、根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向;
4、运用安培定则判断出感生电流的方向。
四、楞次定律的灵活运用,楞次定律的拓展楞次定律的广义表述:感应电流的效果总是反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。主要有四种表现形式:
1、当闭合回路中磁通量变化而引起感应电流时,感应电流的效果总是阻碍原磁通量的变化。
2、当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时,感应电流的效果总是阻碍二者之间的相对运动。在一些由于某种相对运动而引起感应电流的电磁感应现象中,如运用楞次定律从“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量变化”出发来判断感应电流方向,往往会比较困难,对于这样的问题,在运用楞次定律时,一般可以灵活处理,考虑到原磁场的磁通量变化又是由相对运动而引起的,于是可以从“感应电流的磁场阻碍相对运动”出发来判断。
3、当线圈面积发生变化而引起感应电流时,感应电流的效果总是阻碍回路面积的变化。
4、当线圈中自身电流发生变化而引起感应电流时,感应电流的效果总是阻碍原电流的变化(自感现象)。
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