电磁感应基础知识、自感和互感
电学电磁感应中的自感与互感比较

电学电磁感应中的自感与互感比较自感和互感是电学电磁感应领域中重要的概念。
它们在电路设计、电力传输和电器工作中起到了至关重要的作用。
本文将比较自感和互感的定义、特性和应用,并探讨它们在电学电磁感应中的差异。
一、自感的定义和特性自感是指任何一段导体或线圈的电流变化会在自身产生感应电动势。
自感现象是由于电流通过线圈产生的磁场变化而引起的。
自感的大小与线圈的匝数和电流变化速率有关。
自感的单位是亨利(H)。
自感现象具有以下几个特性:1. 自感电动势的方向与电流变化的方向相反。
这意味着当电流增加时,自感电动势的方向是阻碍电流变化的。
2. 自感电动势的大小与电流变化速率成正比。
电流变化越快,自感电动势越大。
3. 自感只与线圈的几何形状和电流有关,与周围的其他线圈或导体无关。
二、互感的定义和特性互感是指两个或多个线圈之间由于磁场的相互作用而产生的感应电动势。
互感现象常见于变压器和电感器等设备中。
互感的大小与线圈匝数、线圈之间的距离以及电流变化速率有关。
互感的单位也是亨利(H)。
互感现象具有以下几个特性:1. 互感电动势的方向可以相互吸引或相互排斥,具体方向取决于线圈之间的位置和电流变化的方向。
2. 互感电动势的大小与电流变化速率和线圈之间的相对位置有关。
线圈之间的距离越近,互感电动势越大。
3. 互感不仅与线圈本身有关,还与周围的其他线圈或导体有关。
三、自感与互感的应用自感和互感在电学电磁感应中具有广泛的应用。
以下是它们在实际应用中的一些例子:1. 自感应用:自感常用于稳定电压和电流的电路中。
通过合理设计线圈的自感,可以实现对电流和电压的平滑控制,减小电路中的涌流和噪声。
2. 互感应用:互感主要应用于变压器、电感器和共振电路中。
变压器利用互感现象实现了电能的高效传输和变压功能。
电感器则利用互感调节电路的工作频率,起到滤波和隔离的作用。
共振电路则利用互感使电路对特定频率的信号产生放大的效果。
综上所述,自感和互感在电学电磁感应中扮演着重要的角色。
电磁感应中的自感与互感

电磁感应中的自感与互感在研究电磁感应现象时,我们经常会涉及到自感与互感的概念。
自感和互感是电磁感应中非常重要的性质,深入理解它们对于我们理解电磁现象的本质和应用于实际情况具有重要意义。
本文将着重探讨电磁感应中的自感与互感。
一、自感自感是指当电流通过一个导线时,所产生的磁场会影响到这个导线本身,从而使导线内部产生感应电动势,这种现象称为自感。
自感可以通过下面这个式子来计算:L = (μ₀N²A)/l其中,L代表自感系数,N代表线圈的匝数,A代表线圈的面积,l代表线圈的长度,μ₀代表真空中的磁导率。
从这个式子可以看出,自感与线圈的匝数、形状以及长度都有关系,匝数越多、面积越大、长度越长,自感就越大。
自感的一个重要性质是,它与电流的变化有关。
当电流发生变化时,自感会阻碍电流的变化,产生一个逆电动势。
这也是为什么在闭合电路中开关突然断开时,会产生火花的原因,因为自感阻碍了电流突然减小的变化。
二、互感互感是指当两个或更多个线圈靠近时,它们之间会相互影响,产生电磁感应。
这种现象称为互感。
互感可以通过下面这个式子来计算:M = k√(L₁L₂)其中,M代表互感系数,L₁和L₂分别代表两个线圈的自感系数,k代表线圈的耦合系数。
从这个式子可以看出,互感与线圈的自感系数和耦合系数都有关系,自感系数越大,互感也就越大。
互感的一个重要应用是变压器。
变压器通过互感的原理,实现了将交流电的电压从一个电路传输到另一个电路。
变压器中的一个线圈称为“初级线圈”,另一个线圈称为“次级线圈”。
当初级线圈中的电流变化时,次级线圈中也会有相应的电压变化。
这样,变压器就实现了电压的升降。
三、自感与互感的关系自感和互感有密切的关系。
实际上,互感本质上就是两个线圈之间的自感。
当两个线圈靠近时,它们的自感相互影响,从而产生互感。
自感和互感的大小不仅取决于线圈的特性,还取决于材料的性质和频率。
自感和互感对于交流电路的特性有很大的影响,我们在设计电路时需要充分考虑它们的影响。
电磁感应与自感与互感

电磁感应与自感与互感电磁感应是电磁学中一项重要的基础理论,它描述了磁场和电场相互作用产生的电动势。
同时,电磁感应也与电感紧密相关,其中自感和互感是电感的两种形式。
本文将围绕电磁感应、自感和互感展开探讨,并深入解析其原理和应用。
一、电磁感应原理电磁感应是指当导体穿过磁场或磁场变化时,导体内将会产生电流。
这一现象是由迈克尔·法拉第于1831年首次发现,被称为法拉第电磁感应定律。
定律表述如下:“电磁感应电动势的大小与磁感应强度变化率成正比,与导体产生闭合回路的面积有关,方向则由右手定则决定。
”根据法拉第电磁感应定律,可以推导出电磁感应的数学表达式,即电动势的大小等于磁感应强度变化率乘以闭合回路的面积。
这个关系式成为电磁感应方程,可以用于计算感应电动势的大小。
二、自感自感是指通过电流产生的磁场作用于产生它的电流回路,从而使该电流回路内部产生感应电动势的现象。
简而言之,自感就是导体内部电流产生的磁场对自己产生的磁场变化所引起的电动势。
在自感中,导体内的电流变化导致磁感应强度变化,从而产生感应电动势。
自感的大小由自感系数来表示,它取决于导体的几何形状和材料特性。
互感是指两个或多个彼此相邻的线圈之间由于磁场的变化而产生的感应电动势。
互感效应的产生基于法拉第电磁感应定律,通过改变一个线圈中的电流来改变磁场,从而在相邻的线圈中产生感应电动势。
互感的大小由互感系数来衡量,它与线圈的相对位置、几何形状和材料特性有关。
互感在电路中起到重要的作用,通过互感,可以实现信号传输、能量传输和电路隔离等功能。
四、电磁感应的应用电磁感应的原理和应用广泛存在于我们的日常生活和工业领域。
以下是一些常见的应用示例:1. 电动发电机:电动发电机是利用电磁感应原理工作的装置,将机械能转化为电能,广泛应用于发电和发电设备中。
2. 变压器:变压器利用互感现象,通过改变输入线圈的电流来改变磁场,从而在输出线圈中产生感应电动势,实现电压的升降。
电磁感应自感现象与互感现象的原理

电磁感应自感现象与互感现象的原理电磁感应是指当一个导体处于磁场中,导体内部会产生感应电流的现象。
电磁感应现象是基于法拉第电磁感应定律,即磁通量的变化率与感应电动势成正比。
在电磁感应中,存在两种重要的现象,即自感现象和互感现象。
一、自感现象的原理自感现象是指当电流在一个闭合线圈中发生变化时,产生的感应电动势激发出的电流会阻碍原有电流变化的现象。
这是由于闭合线圈中的磁场变化引发的自感效应。
自感现象可以通过法拉第电磁感应定律来解释。
当电流变化时,电流激发出的磁场也会发生变化,从而产生感应电动势。
根据Lenz定律,感应电动势的方向会使得感应电流产生的磁场与引起感应电动势的磁场方向相反。
这样,感应电流会阻碍原有电流变化。
二、互感现象的原理互感现象是指当两个或多个线圈相互靠近时,其中一个线圈中的电流变化会引起其他线圈中感应电动势的产生。
互感现象是自感现象的一种推广。
互感现象可以通过互感系数来描述,互感系数是指两个线圈中每个线圈分别通过在另一个线圈上的总磁链与通过自身的总磁链之比。
如果两个线圈的互感系数不为零,当其中一个线圈的电流发生变化时,另一个线圈中感应电动势的大小和方向也会发生变化。
互感现象的原理可以用法拉第电磁感应定律和Laplace-Neumann定律来解释。
根据法拉第电磁感应定律,当线圈中的磁通量变化时,其上会产生感应电动势。
而根据Laplace-Neumann定律,感应电动势的方向会使得感应电流产生的磁场与引起感应电动势的磁场方向相反。
总结:电磁感应自感现象和互感现象都是基于法拉第电磁感应定律的。
自感现象是闭合线圈内部电流变化引发的感应电动势阻碍原有电流变化;互感现象是不同线圈之间的电流变化引发的感应电动势相互作用的现象。
这两个现象在电磁学和电路中具有重要的应用价值,例如变压器、电感器等。
通过深入理解电磁感应自感现象与互感现象的原理,我们可以更好地应用它们于实际生活与工作中,从而推动现代科技的发展。
电磁感应中的自感与互感知识点总结

电磁感应中的自感与互感知识点总结电磁感应是研究磁场和电流之间相互作用的重要内容,其中自感与互感是电磁感应过程中的核心概念。
本文将对自感与互感这两个知识点进行总结,以便更好地理解电磁感应的原理和应用。
一、自感的概念与特点自感是指一个导体中的电流通过自身的磁场与其自身的磁场相互作用产生电动势的现象。
它的概念可以用法拉第电磁感应定律来描述:当一个电流变化时,它所产生的磁场会穿过自身,从而引起自感电动势的产生。
自感的特点如下:1. 自感电动势的方向与电流变化方向相反,符合楞次定律。
2. 自感电动势的大小与电流变化速率成正比,即ξ = -L(di/dt),其中ξ表示自感电动势,L表示自感系数,di/dt表示电流变化的速率。
3. 自感系数L与导体的几何形状和材料特性有关,通常用亨利(H)表示。
二、互感的概念与特点互感是指两个或多个线圈中的电流通过它们产生的磁场相互作用,使得电流发生变化,从而产生电动势的现象。
互感也可以用法拉第电磁感应定律来描述:当一个线圈中的电流变化时,它所产生的磁场会穿过其他线圈,从而引起互感电动势的产生。
互感的特点如下:1. 互感电动势的方向与电流变化方向相反,符合楞次定律。
2. 互感电动势的大小与线圈的匝数、电流变化速率以及两个线圈之间的磁链有关,即ξ = -M(di/dt),其中ξ表示互感电动势,M表示互感系数,di/dt表示电流变化的速率。
3. 互感系数M与线圈的几何形状和材料特性有关,通常用亨利(H)表示。
三、自感与互感的区别与联系自感和互感都是电磁感应的重要概念,它们之间既有区别,又有联系。
区别:1. 自感是指一个导体中的电流通过自身的磁场与其自身的磁场相互作用产生电动势,而互感是指两个或多个线圈中的电流通过它们产生的磁场相互作用,使得电流发生变化,从而产生电动势。
2. 自感主要考虑的是一个导体自身的磁场对自身所产生的影响,而互感主要考虑的是线圈之间的相互作用。
联系:1. 自感和互感都符合楞次定律,即电动势的方向与电流变化方向相反。
电磁感应中的自感与互感

电磁感应中的自感与互感自感(自感应)和互感(互感应)是电磁感应中的两个重要概念。
它们描述了电流变化所产生的磁场对电路中其他线圈或电流的影响。
本文将详细介绍自感和互感的定义、原理及应用。
一、自感(自感应)自感是指电流通过线圈时,在线圈内部产生的磁场引起的感应电动势。
当电流通过一个线圈时,线圈内部的磁场变化,产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与电流的变化率成正比。
自感系数L用来描述线圈的自感大小,单位为亨利(H)。
自感现象在电路中具有重要的作用。
首先,自感限制了电流的变化速度。
当电路开关打开或关闭时,线圈内的自感会阻碍电流变化,导致电流的“冲击”效应。
这也是为什么要在开关电路中使用电感等元件的原因之一。
其次,自感也影响电路中的交流信号。
交流信号在线圈中产生交变的磁场,从而引起感应电动势。
自感使得线圈对不同频率的交流信号具有不同的阻抗。
在高频电路中,自感对电路的阻抗有显著影响。
二、互感(互感应)互感是指当两个或更多的线圈靠近时,其中一个线圈中的变化电流在其他线圈中引起感应电动势。
互感现象的存在基于电磁感应定律,即磁场的变化会导致感应电动势的产生。
互感是电磁感应的重要应用之一。
它在变压器中起着关键作用,实现了电压和电流的变换。
变压器由两个或更多线圈组成,当其中一个线圈中的交流电流变化时,产生的磁场被其他线圈感应,从而在这些线圈中引起电压的变化。
此外,互感还广泛应用于电子领域中的滤波器、耦合电容器等元件中。
通过合理设计线圈之间的互感关系,可以实现信号的转换、过滤和传递等功能。
总结:电磁感应中的自感和互感是描述线圈中磁场变化对电路的影响的重要概念。
自感影响电路中电流的变化速度和交流信号的阻抗,而互感实现了电压和电流的转换。
它们在电路设计和电子技术中有着广泛的应用,对于实现各种功能和优化电路性能起着关键作用。
注:本文内容仅供参考,如需详细了解电磁感应中的自感和互感,请参考相关教材或专业资料。
电磁感应中的自感与互感

电磁感应中的自感与互感自感和互感是电磁感应中非常重要的概念,它们在电路和电磁设备的设计和应用中起着关键作用。
本文将详细介绍自感和互感的概念、原理和应用。
一、自感自感是指当电流变化时,电路中产生的感应电动势使电路自身阻碍电流变化的现象。
这种现象是由于变化的磁场引起的,其中自感系数L表示自感的大小。
一般来说,自感与线圈的结构有关,当线圈中匝数增加时,自感也相应增加。
同时,当电流变化速度更快时,产生的感应电动势也会更大。
自感在很多情况下起到重要作用,比如在交流电路中,自感使电流的变化具有滞后性,同时还能产生阻碍电流变化的反作用力。
二、互感互感是指当一个电路中的电流变化时,在相邻电路中产生的感应电动势使其产生电流变化的现象。
这种现象是由于变化的磁场引起的,其中互感系数M表示互感的大小。
互感通常与线圈的位置和结构有关,当两个线圈的匝数、位置和形状都发生变化时,互感也会相应改变。
互感的一个重要应用是变压器,在变压器中,通过改变输入和输出线圈的匝数比例,可以实现电压的升降变换,这是互感的基本原理。
三、自感和互感的应用1. 电感器件自感和互感常被应用于电感器件中,比如电感线圈、变压器等。
它们可以用于滤波电路、调节电压和电流、降噪等方面。
2. 发电和输电系统在发电和输电系统中,自感和互感的影响也非常重要。
对于大型发电机和输电线路来说,自感和互感都会对电流、电压和功率的稳定性产生重要影响。
3. 电子设备在电子设备中,自感和互感的应用广泛。
例如,自感和互感可以用于滤波器、电磁继电器、变频器等电路中,起到控制电流和电压、实现电路隔离和信号传递等作用。
总结:自感和互感是电磁感应中的重要概念,它们在电路和电磁设备的设计和应用中起着关键作用。
自感由于电流变化引起的阻碍电流变化的现象,互感则是由一个电路中的电流变化引起相邻电路中电流变化的现象。
它们在电感器件、发电输电系统和电子设备中都有广泛应用。
了解自感和互感的原理和应用,对于电磁感应的理解和工程应用具有重要的意义。
电磁感应中的自感与互感

电磁感应中的自感与互感电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势的现象。
在电磁感应中,自感和互感是两个重要的概念,它们对于研究电磁现象和应用电磁原理有着重要的作用。
本文将从自感和互感的定义、原理以及应用角度进行论述。
一、自感自感是指导体中的电流变化时,导体本身产生的感应电动势。
当电流在导体中发生变化时,由于电流本身的变化会引起磁场的变化,进而在导体中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,导体中的感应电动势与导体上的电流变化率成正比。
自感的大小与导体的形状、尺寸以及导体材料的物理性质有关。
当导体为螺线圈时,自感的大小与导体的匝数成正比,与导体的截面积和长度相关。
自感可以用以下公式表示:L = NΦ / i其中,L为自感系数,N为线圈的匝数,Φ为线圈中的磁通量,i为电流。
自感的应用非常广泛。
在电路中,自感可以起到滤波、储能和变压等作用。
在变压器中,自感的作用是利用电磁感应的原理将电能进行转换和传输。
同时,在医学中,自感也应用于磁共振成像等领域。
二、互感互感是指在电路中,由于电流变化在其他线圈中产生感应电动势的现象。
互感的存在使得电磁感应现象不再局限于单个线圈,而是涉及多个线圈之间的相互作用。
互感的大小与线圈的匝数、尺寸、相对位置以及线圈之间的磁通量等因素有关。
互感常用符号M表示,可以用以下公式表示:M = k√(L1L2)其中,L1和L2分别为两个线圈的自感,k为互感系数。
互感的应用也非常广泛。
在变压器中,互感作用是实现电能传输和变压的重要机制。
在电路中,互感可以用于实现耦合和隔离功能,如共模电感、差模电感等。
此外,在通信领域中,互感也被用于实现信号的传递和传输。
三、自感与互感的关系自感和互感是电磁感应中密切相关的两个概念。
在物理上,自感可以看作是互感的特殊情况,即当两个线圈重合时,互感即为自感。
在电路中的应用中,自感和互感常常同时存在。
电路中的自感会对电流的变化产生阻碍作用,而互感则会影响线圈之间的电流分布。
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高考综合复习——电磁感应专题复习一电磁感应基础知识、自感和互感总体感知知识网络考纲要求命题规律1.从近五年的高考试题可以看出,本专题内容是高考的重点,每年必考,命题频率较高的知识点有:感应电流的产生条件、方向判断和感应电动势的计算;电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识相联系的综合题及感应电流(或感应电动势)的图象问题,在高考中时常出现。
2.本专题在高考试卷中涉及的试题题型全面,有选择题、填空题和计算题,选择题和填空题多为较简单的题目,计算题试题难度大,区分度高,能很好地考查学生的能力,备受命题专家的青睐。
今后高考对本专题内容的考查可能有如下倾向:①判断感应电流的有无、方向及感应电动势的大小计算仍是高考的重点,但题目可能会变得更加灵活。
②力学和电学知识相结合且涉及能量转化与守恒的电磁感应类考题将继续扮演具有选拔性功能的压轴题。
复习策略1.左手定则与右手定则在使用时易相混,可采用“字形记忆法”:(1)通电导线在磁场中受安培力的作用,“力”字的最后一撇向左,用左手定则;(2)导体切割磁感线产生感应电流,“电”字最后一钩向右,用右手定则;总之,可简记为力“左”电“右”。
2.矩形线框穿越有界匀强磁场问题,涉及楞次定律(或右手定则)、法拉第电磁感应定律、磁场对电路的作用力、含电源电路的计算等知识,综合性强,能力要求高,这也是命题热点。
3.电磁感应图象问题也是高考常见的题型之一;滑轨类问题是电磁感应中的典型综合性问题,涉及的知识多,与力学、静电场、电路、磁场及能量等知识综合,能很好的考察考生的综合分析能力。
本章知识在实际中应用广泛,如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术应用等,有些问题涉及多学科知识,不可轻视。
第一部分电磁感应现象、楞次定律知识要点梳理知识点一——磁通量▲知识梳理1.定义磁感应强度B与垂直场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,。
如果面积S与B不垂直,如图所示,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积。
即。
2.磁通量的物理意义磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。
3.磁通量的单位:Wb。
特别提醒:(1)磁通量是标量,当有不同方向的磁感线穿过某面时,常用正负加以区别,这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。
另外,磁通量与线圈匝数无关。
磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负。
穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。
(2)磁通量的变化,它可由B、S或两者之间的夹角的变化引起。
4.磁通密度垂直穿过单位面积的磁感线条数,即磁感应强度的大小。
▲疑难导析一、磁通量改变的方式有几种1.线圈跟磁体间发生相对运动,这种改变方式是S不变而相当于B变化。
2.线圈不动,线圈所围面积也不变,但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。
3.线圈所围面积发生变化,线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。
其实质也是B不变,而S增大或减小。
4.线圈所围面积不变,磁感应强度也不变,但二者间的夹角发生变化,如在匀强磁场中转动矩形线圈。
二、对公式的理解在磁通量的公式中,S为垂直于磁感应强度B方向上的有效面积,要正确理解三者之间的关系。
1.线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的,如图(a),当线圈面积由变为时,磁通量并没有变化。
2.当磁场范围一定时,线圈面积发生变化,磁通量也可能不变,如图(b)所示,在空间有磁感线穿过线圈S,S外没有磁场,如增大S,则不变。
3.若所研究的面积内有不同方向的磁场时,应是将磁场合成后,用合磁场根据去求磁通量。
:如图所示,矩形线圈的面积为S(),置于磁感应强度为B(T)、方向水平向右的匀强磁场中,开始时线圈平面与中性面重合。
求线圈平面在下列情况的磁通量的改变量:绕垂直磁场的轴转过(1);(2);(3)。
解析:初位置时穿过线圈的磁通量;转过时,;转过时,;转过时,,负号表示穿过面积S的方向和以上情况相反,故:(1);(2);(3)。
负号可理解为磁通量在减少。
知识点二——电磁感应现象▲知识梳理1.产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,即,则闭合电路中就有感应电流产生。
2.引起磁通量变化的常见情况(1)闭合电路的部分导体做切割磁感线运动。
(2)线圈绕垂直于磁场的轴转动。
(3)磁感应强度B变化。
▲疑难导析1.分析有无感应电流的方法首先看电路是否闭合,其次看穿过闭合电路的磁通量是否发生了变化。
2.产生感应电动势的条件无论电路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流;电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
:如图所示,有一根通电长直导线MN,通融入向右的电流,另有一闭合线圈P位于导线的正下方,现使线圈P竖直向上运动,问在线圈P到达MN上方的过程中,穿过P的磁通量是如何变化的?有无感应电流产生?解析:根据直线电流磁场的特点,靠近电流处磁场强,远离电流处磁场弱,把线圈P向上的运动分成几个阶段;第一阶段:从开始到线圈刚与直导线相切,磁通量增加;第二阶段:从线圈与直导线相切到线圈直径与直导线重合,磁通量减少;第三阶段:从线圈直径与导线重合到线圈下面与直导线相切,磁通量增加;第四阶段:远离直导线,磁通量减少。
每一个阶段均有感应电流产生。
知识点三——感应电流方向的判定▲知识梳理1.楞次定律(1)内容感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用范围适用于一切情况的感应电流方向的判断。
(3)楞次定律判定感应电流方向的一般步骤①明确引起感应电流的原磁场的方向及其分布情况,并用磁感线表示出来;②分析穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少;③根据楞次定律确定感应电流磁场方向,即原磁通量增加,则感应电流磁场方向与原磁场方向相反,反之则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同;④利用安培定则来确定感应电流的方向;⑤电磁感应现象中判定电势高低时必须把产生感应电动势的导体(或线圈)看成电源,且注意在电源内部感应电流是从电势低处向电势高处流动。
若电路断路无感应电流时,可想象为有感应电流,来判定电势的高低。
(4)楞次定律也可以理解为:感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因。
2.右手定则(1)适用范围适用于导体切割磁感线运动的情况。
(2)方法伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直从手心进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
特别提醒:①右手定则适用于部分导体切割磁感线运动时感应电流方向的判定,而楞次定律适用于一切电磁感应现象。
②导体切割磁感线产生感应电流用右手定则简便;变化的磁场产生感应电流用楞次定律简便。
▲疑难导析一、楞次定律的另一表述感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因,常见有以下几种表现:1.就磁通量而言,总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁通量)的变化。
即当原磁通量增加时,感应电流的磁场就与原磁场方向相反,当原磁通量减少时,感应电流的磁场就与原磁场方向相同,简称口诀“增反减同”。
2.就相对运动而言,阻碍所有的相对运动,简称口诀:“来拒去留”。
从运动的效果上看,也可以形象地表述为“敌”进“我”退,“敌”逃“我”追。
如图所示,若条形磁铁(“敌”)向闭合导线圈前进,则闭合线圈(“我”)退却;若条形磁铁(“敌”)远离闭合导线圈逃跑,则闭合导线圈(“我”)追赶条形磁铁。
3.就闭合电路的面积而言,致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。
收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变化。
若穿过闭合电路的磁感线皆朝同一个方向,则磁通量增大时,面积有收缩趋势,磁通量减少时,面积有增大趋势,简称口诀:“增缩减扩”;若穿过闭合电路的磁感线朝两个相反的方向都有,以上结论可能完全相反。
如图所示,当螺线管B中的电流减小时,穿过闭合金属圆环A的磁通量将减小,这时A环有收缩的趋势,对这一类问题注意讨论其合磁通的变化。
4.就电流而言,感应电流阻碍原电流的变化。
即原电流增大时,感应电流方向与原电流方向相反;原电流减小时,感应电流的方向与原电流方向相同,简称口诀:“增反减同”。
如图所示,电路稳定后,小灯泡有一定的亮度,现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内,在插入过程中感应电流的方向与线圈中的原电流方向相反,小灯泡变暗(判定略)。
二、如何理解楞次定律中的“阻碍”?1.谁起阻碍作用?要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”。
2.阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通量。
3.怎样阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加;当原磁通量减少时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相同,感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少。
4.“阻碍”不等于“阻止”当由于原磁通量的增加引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了,但磁通量仍在增加;当由于原磁通量的减少而引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了,但磁通量仍在减少。
“阻碍”也并不意味着“相反”。
在理解楞次定律时,有些同学错误地把“阻碍”作用认为感应电流产生磁场的方向和原磁场方向相反,事实上,它们可能同向,也可能反向,需根据磁通量的变化情况判断。
如图所示,甲图中感应电流的磁场与原磁场方向相反,表现为阻碍原磁通量的增加;乙图中感应电流的磁场与原磁场方向相同,表现为阻碍原磁通量的减少。
5.电磁感应过程实质上是能的转化和转移过程楞次定律中的“阻碍”正是能的转化和守恒定律的具体体现。
三、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律右手定则与左手定则区别:抓住“因果关系”才能无误,“因动而电”——用右手;“因电而动”——用左手。
小技巧:使用中左手定则和右手定则很容易混淆,为了便于区分,可把两个定则简单地总结为“通电受力用左手,运动生电用右手”。
“力”的最后一笔“丿”方向向左,用左手;“电”的最后一笔“乚”方向向右,用右手。
:一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,放手后让它在如图所示的匀强磁场中运动已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置I和位置Ⅱ时,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向分别为()位置I 位置ⅡA.逆时针方向逆时针方向B.逆时针方向顺时针方向C.顺时针方向顺时针方向D.顺时针方向逆时针方向答案:B解析:顺着磁场方向看去,线圈在位置I时,磁通量是增加的趋势,而在位置Ⅱ时是磁通量减少的趋势,根据楞次定律,线圈中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的变化,则在位置I时感应电流的磁场与原磁场相反,而在位置Ⅱ时,感应电流的磁场与原磁场相同。