闭合回路在原磁场内产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流叫做感应电流。是指放在变化磁通量中的导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流(感生电流)。 通俗的讲,当闭合回路的一部份导体在磁场中作切割磁感线运动时,此闭合回路中的磁通量一定会发生变化,在闭合回路中就产生了感应电动势,从而产生了电流,这种电流称为感应电流。
感应电流_感应电流 -基本定义
产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流叫做感应电流。是指放在变化磁通量中的导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流(感生电流)。
感应电流_感应电流 -历史信息
1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,即“磁生电”的条件,产生的电流叫感应电流。
感应电流_感应电流 -产生条件
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。因此,“闭合电路的一部分导体在磁感线中做切割磁感线运动,所产生的电流叫感应电流”是片面的,导体不切割磁感线,也能产生感应电流。
感应电流_感应电流 -方向的判断
影响感应电流的方向的是线圈转动方向和磁场方向。
右手定则:右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中,让磁感线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向N极),大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流的方向。
电磁学中,右手定则判断的主要是与力无关的方向。
感应电流_感应电流 -大小
影响大小的因素: ①导线切割的速度大小;
②导线切割的速度方向;
③永磁体的强度;
④切割导线的条数;
⑤切割导线的有效长度.
感生电流公式:根据法拉第电磁感应定律:δ=BLvsinθ(θ是B与v的夹角)
当导体在磁场中静止或平行于磁感线运动时,磁通量没有发生变化,所以无论磁场多强,闭合回路中都无感应电流。
感应电流的大小与磁感应强度B,导线长度L、运动速度v,以及运动方向和磁感线方向间的夹角θ的正弦成正比。增大磁感应强度B,增大切割磁感线的导线的长度L,提高切割速度v和尽可能垂直切割磁感线(θ=90°),均可增大感应电流。
注意:提高切割速度,从理论上讲是速度愈大愈好,但由于电表指针的惯性较大(特别是大型演示电表),切割速度过大时,指针来不及响应,以致电表显示出的感应电流反而减小。因此。应当注意选择适当的切割速度,以取得较好的演示效果。
(这些结论都可以通过控制变量法证明。)
感应电流_感应电流 -特性
(1)如果是相对运动产生了感应电流时,感应电流的特性表现为要阻碍产生感应电的这种相对运动。例如:卫星在靠近极地时由于感应电流的产生和感应电流的特性将作减速运动;又如电磁阻尼现象和电磁驱动现象等等。(2)从力的角度来分析,感应电流的特性表现为感应电流所受的磁场力总是表现为阻力;
(3)从磁通量的角度来分析,感应电流的特性表现为它总是要通过自己的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律的物理实质;换言之,楞次定律是从磁通量这个角度揭示了感应电流的这一特性。
(4)从能量的角度来分析,感应电流的特性是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。感应电流产生的过程,就是其他形式的能(如机械能)转化为电能的过程。产生持续感应电流的过程,就是其他形式的能(如机械能)持续转化为电能的过程。因此要产生持续的感应电流,外界就要不断克服感应电流的阻碍它本身的产生的阻碍作用而消耗能量,外界就要不断把其他形式的能转化为电能。
感应电流特性的物理本质是能量转化与守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。