感应电流方向和磁通量关系

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1、感应电流方向和磁通量的关系王正金(睢宁县李集中学,江苏 睢宁 221221) 内容摘要:楞次定律从感应电流方向和原磁场方向的关系角度表述了感应电流方向规律,本文从引起感应电流的磁通量变化角度探讨感应电流方向和磁通量之间的关系,得到了一系列的结论, 这些结论在处理许多问题时非常便捷。 关键词:感应电流方向,磁通量方向,磁通量变化方向 感应电流方向的确定是高中物理教学的重点,难点,也是高考的热点之一。感应电流方向遵循楞次定律,用此定律可以判断任何情况下感应电流方向,使用时可从电磁角度分析,用增反减同这一结论判断,也可从感应电流的机械效果分析,如总是阻碍产生它的相对运动,即用来去拒留这一结论判断。现

2、进一步从电磁角度探讨这一问题。由人教版选修 32 第 9 页实验可得到如图 1 所示的四种现象:一比较甲丙或乙丁可知,在磁通量方向相同,磁通量变化方向(指磁通量增加或减小)相反时,感应电流方向相反,可见感应电流方向与磁通量变化方向有关。比较甲乙或丙丁可知,在磁通量变化方向相同,磁通量方向相反时,感应电流方向相反,可见感应电流方向也与磁通量方向有关。根据以上分析可总结出:感应电流方向由磁通量方向和磁通量变化方向共同决定。二比较甲丁可知, 和 方向都相反,但感应电流方向却相同,这可总结为“反反得同” ,第一个“反”是 的方向相反,第二个“反”是 的方向相反,第三个“同”是感应电流方向相同,以下按相

3、同顺序表述。再比较图 1甲丙可知, 方向相同, 方向相反,感应电流方向相反,这可总结为 “同反得反” 。根据以上分析总结出:同同得同,反反得同,同反得反,反同得反。这一结论在处理很多问题是非常方便的。示例:如图 2(a)所示,竖直向上的匀强磁场穿过水平放置的闭合金属线圈,若磁场按图 2(b)所示规律变化,试画出感应电流的 It 示意图。(磁感应强度向上为正方向,电流以图 a 中箭头为正方向。 )解析:首先根据楞次定律判定 0 时间内,感应电流为负方向,因 1t 1t时间内 的方向与 0 内相同,而 方向与 0 内相反,由上面2t1t1t的结论可知, 时间内感应电流方向与 0 内相反,即为正方向

4、;1t2 1t仿此可判断出 时间内与 0 内相反,即为正方向; 时间内31t 3t4与 0 内相同,即为负方向。画出电流变化规律如图 2(c)所示。1t三再进一步分析,由于 , 的符号(表方向)就表12示磁通量是增加还是减小,又由于 和 的符号都是以 的符号为参考1的,所以感应电流的方向也可由 方向确定。必须注意,当 增加时,与 同向,当 减小时, 与 反向,如此图 1 可以简化成下图3 所示:观察图 3 可得出, 和感应电流在方向上的关系遵循左手螺旋法则:即将左手四指握起,大拇指伸直,并与其余四指垂直,让大拇指指向 方向,则其余四指就指向感应电流的绕向。这样上述四种情况就变成了一种情况了。用

5、这一结论重做上题也很便捷。四 其实电磁感应的本质不是产生感应电流,而是感应电动势,感应电流方向是由感应电动势方向决定的。根据法拉第电磁感应定律可知,感应电流方向是由 的符号决定的,在 t 图像上tnEt就是图像上各点的斜率,可见斜率符号就反映了感应电流的方向。但必t须强调的是:斜率为正不表示感应电流与 方向相同,反之亦然,事实上感应电流方向和 方向是垂直的。尽管如此,我们仍能从 t 图像上看出 不同时间段上感应电流方向是否相同。比如二中的例题,显然 0 和 13t时间内感应电流方向相同,和 时间内感应电流方向相反,只要确4t 1t3定了 0 时间内的电流方向就可以了。 1t参考文献:赵凯华 陈熙谋编电磁学下册 ,高等教育出版社,1990 , 463 页联系地址:江苏省徐州市睢宁县李集中学邮 编:221221手 机:15162195097

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