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磁生电的感应电流

发布时间:2011/9/28 11:18:00 访问次数:3270

    如果不断地将磁铁插入和抽出线圈,或如图3-5所示,不断地使直导线做切割磁力线运动,就能看到电流表指针在连续不断地以0为中心左右摆动。这表明感应电流的方向和大小都在变化。要弄清楚这一点,岿须先了解电生磁的磁场方向。  AD1580ART-REEL7

              
    1.电生磁的磁场方向
    讨论通电线圈的磁场方向,是对“电能生磁”的深入学习。下面按图3-7所示中做一个实验,注意观察实验中的反应、现象,它们将表明感应电流与磁场的方向关系。由于要用到小磁针,就先对其做介绍。

            

    磁针是检测磁场及其方向的小仪器,由针体、针顶、针座组成。针体是一个小磁体,一端是N极,另一端是S极,可在顶针上端灵活转动,如图3-7 (b)所示。将两个磁针移近时,始终是一个磁针的N极与另一个磁针的S极转到接近,表现出“同极相斥,异极吸”的磁性,有了这一特点,就可用磁针来检测磁场的方向。
    图3-7 (a)中开关未接通时,因为地理北方是地球磁场的南极S,地理南方是地球磁场的北极N,所以右边磁针的N极始终指向“地理北方”,S极指向“地理南方”。
    开关接通瞬间,便使线圈中沿电池正极→开关→线圈左端→线圈右端→电池负极产生电流,就会看到磁针N极转向靠近通电线圈的右端。磁针转动表明,通电时刻线圈产生了磁场,并且线圈磁场的S极在右边,N极在左边,如图3-7 (a)所示。箭头线表明了线圈磁场(磁力线)的方向。图3-7 (c)所示是将电池正、负极调换后进行的实验。
    实验结果表明,感应磁场的方向(磁极),随线圈电流方向而改变。并且线圈电流方向与感应磁场方向有固定关系,即右手螺
旋定则:用右手握住通电线圈,让四指的弯向与线圈电流方向一致,大拇指所指的方同就是感应磁场的N极。如图3-8所示。

                          
    右手螺旋定则是用来判断感应磁场方向的一种方法。它仅揭示了磁场方向与电流方向两者的固定关系,是以线圈中先通入电流为条件。右手螺旋定则是安培定则的通俗讲法。

    2.感应电流的方向   AD5262BRU50
    (1)直导线中感应电流的方向。当图3-5中导线从右向左切割磁力线运动时,电流指针便从0向右偏转。要知道导线上感应电流的方向,得先了解电流表指针偏转与电流方向
的关系,以判断导线电流的方向。
    当没有电流通过电流表时,表针指在0位置。当有电流从表的“+”端流入,从表的“一:’端流出时,表针从0向右偏转,称为正向电流,偏转角度越大,正向电流越大。当电流从表的“一”端流入从“+”端流出时,表针从0向左偏转,称为负向电流或反向电流。
    图3-5中表针向右偏转为正向电流,电流方向是从导线A端一表“+”端一表“一”端一导线B端一导线A端形成电流回路,表明导线上感应电流的方向是从B端流向A端;当导线AB向右运动时,表针便从O向左偏转,表明导线中的感应电流是从A端流向B端。
    经科学家们长期实验,发现闭合导线切割磁力线时,感应电流方向、磁场方向、导线运动方向三者之间有固定的关系,归绪为右手定则:平伸右手,使大拇指跟四指垂直,让磁力线垂直穿入手心,以大拇指指向导线运动的方向,四指所指方向就是感应电流的方向,如图3-5 (b)所示。
    右手定则揭示了如何根据磁场方向和导线运动方向来确定感应电流方向。
    (2)线圈中感应电流的方向。下面结合图3-4 (a)所示分析线圈的感应电流方向。当将磁铁N极从线圈B端插入时,电流表指针从0向右偏转为正向电流。这表明此感应电流的方向是从线圈B端→电流表→线圈A端,在线圈内是从A端流向B端。
    在没有电流表时,也能判断感应电流的方向,但必须进一步了解电磁感应现象中电与磁的关系。
    图3-4 (a)中线圈上产生了感应电流之后,根据“电生磁”原理,感应电流又要产生新的磁场,常称为感应电流的磁场或线圈的磁场。下面就来分析新磁场(线圈磁场)与原磁场(磁铁磁场)的关系。
    由于线圈上的感应电流是从A端流向B端,根据右手螺旋定则便知线圈的磁场方向是右端为N2极,左端为S2极,如图3-4 (a)中实线箭头所示。由图3-4 (a)可知,线圈磁场N2极与磁铁磁场N1极相近。根据磁场同性相斥性质不难理解,感应电流的磁场,是要阻碍原来磁场的变化。这就是楞次定律的结论:原来磁场要增强,感应电流磁场就要阻碍它增强;原来的磁场要减弱,感应电流磁场就要阻碍它减弱。楞次定律指明,只要有了原来磁场的方向,就可知道感应电流磁场的方向,再根据右手螺旋定则就可以判断出线圈中感应电流的方向。这样就不需要用电流表来判断。

                   
    这里要指出,用右手定则得出的结果,跟楞次定律一致。但右手定则只适用于导线切割磁力线运动产生的电磁感应现象,而楞次走律适用于一切电磁感应现象。
    楞次定律也适用于通电线圈判断感应电流的方向。例如,图3-7 (a)中电流流入闭合线圈,先产生感应磁场,磁场又产生感应电流,感应电流必然阻碍原来电流变化。也就是说,有了原电流方向,就可以判断感应电流方向,两者方向相反。不需要用磁针来判断。

 

 

 

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    如果不断地将磁铁插入和抽出线圈,或如图3-5所示,不断地使直导线做切割磁力线运动,就能看到电流表指针在连续不断地以0为中心左右摆动。这表明感应电流的方向和大小都在变化。要弄清楚这一点,岿须先了解电生磁的磁场方向。  AD1580ART-REEL7

              
    1.电生磁的磁场方向
    讨论通电线圈的磁场方向,是对“电能生磁”的深入学习。下面按图3-7所示中做一个实验,注意观察实验中的反应、现象,它们将表明感应电流与磁场的方向关系。由于要用到小磁针,就先对其做介绍。

            

    磁针是检测磁场及其方向的小仪器,由针体、针顶、针座组成。针体是一个小磁体,一端是N极,另一端是S极,可在顶针上端灵活转动,如图3-7 (b)所示。将两个磁针移近时,始终是一个磁针的N极与另一个磁针的S极转到接近,表现出“同极相斥,异极吸”的磁性,有了这一特点,就可用磁针来检测磁场的方向。
    图3-7 (a)中开关未接通时,因为地理北方是地球磁场的南极S,地理南方是地球磁场的北极N,所以右边磁针的N极始终指向“地理北方”,S极指向“地理南方”。
    开关接通瞬间,便使线圈中沿电池正极→开关→线圈左端→线圈右端→电池负极产生电流,就会看到磁针N极转向靠近通电线圈的右端。磁针转动表明,通电时刻线圈产生了磁场,并且线圈磁场的S极在右边,N极在左边,如图3-7 (a)所示。箭头线表明了线圈磁场(磁力线)的方向。图3-7 (c)所示是将电池正、负极调换后进行的实验。
    实验结果表明,感应磁场的方向(磁极),随线圈电流方向而改变。并且线圈电流方向与感应磁场方向有固定关系,即右手螺
旋定则:用右手握住通电线圈,让四指的弯向与线圈电流方向一致,大拇指所指的方同就是感应磁场的N极。如图3-8所示。

                          
    右手螺旋定则是用来判断感应磁场方向的一种方法。它仅揭示了磁场方向与电流方向两者的固定关系,是以线圈中先通入电流为条件。右手螺旋定则是安培定则的通俗讲法。

    2.感应电流的方向   AD5262BRU50
    (1)直导线中感应电流的方向。当图3-5中导线从右向左切割磁力线运动时,电流指针便从0向右偏转。要知道导线上感应电流的方向,得先了解电流表指针偏转与电流方向
的关系,以判断导线电流的方向。
    当没有电流通过电流表时,表针指在0位置。当有电流从表的“+”端流入,从表的“一:’端流出时,表针从0向右偏转,称为正向电流,偏转角度越大,正向电流越大。当电流从表的“一”端流入从“+”端流出时,表针从0向左偏转,称为负向电流或反向电流。
    图3-5中表针向右偏转为正向电流,电流方向是从导线A端一表“+”端一表“一”端一导线B端一导线A端形成电流回路,表明导线上感应电流的方向是从B端流向A端;当导线AB向右运动时,表针便从O向左偏转,表明导线中的感应电流是从A端流向B端。
    经科学家们长期实验,发现闭合导线切割磁力线时,感应电流方向、磁场方向、导线运动方向三者之间有固定的关系,归绪为右手定则:平伸右手,使大拇指跟四指垂直,让磁力线垂直穿入手心,以大拇指指向导线运动的方向,四指所指方向就是感应电流的方向,如图3-5 (b)所示。
    右手定则揭示了如何根据磁场方向和导线运动方向来确定感应电流方向。
    (2)线圈中感应电流的方向。下面结合图3-4 (a)所示分析线圈的感应电流方向。当将磁铁N极从线圈B端插入时,电流表指针从0向右偏转为正向电流。这表明此感应电流的方向是从线圈B端→电流表→线圈A端,在线圈内是从A端流向B端。
    在没有电流表时,也能判断感应电流的方向,但必须进一步了解电磁感应现象中电与磁的关系。
    图3-4 (a)中线圈上产生了感应电流之后,根据“电生磁”原理,感应电流又要产生新的磁场,常称为感应电流的磁场或线圈的磁场。下面就来分析新磁场(线圈磁场)与原磁场(磁铁磁场)的关系。
    由于线圈上的感应电流是从A端流向B端,根据右手螺旋定则便知线圈的磁场方向是右端为N2极,左端为S2极,如图3-4 (a)中实线箭头所示。由图3-4 (a)可知,线圈磁场N2极与磁铁磁场N1极相近。根据磁场同性相斥性质不难理解,感应电流的磁场,是要阻碍原来磁场的变化。这就是楞次定律的结论:原来磁场要增强,感应电流磁场就要阻碍它增强;原来的磁场要减弱,感应电流磁场就要阻碍它减弱。楞次定律指明,只要有了原来磁场的方向,就可知道感应电流磁场的方向,再根据右手螺旋定则就可以判断出线圈中感应电流的方向。这样就不需要用电流表来判断。

                   
    这里要指出,用右手定则得出的结果,跟楞次定律一致。但右手定则只适用于导线切割磁力线运动产生的电磁感应现象,而楞次走律适用于一切电磁感应现象。
    楞次定律也适用于通电线圈判断感应电流的方向。例如,图3-7 (a)中电流流入闭合线圈,先产生感应磁场,磁场又产生感应电流,感应电流必然阻碍原来电流变化。也就是说,有了原电流方向,就可以判断感应电流方向,两者方向相反。不需要用磁针来判断。

 

 

 

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