探究—感应电流产生的条件

初中 物理

1.四.电/8.电与磁/J.电磁感应现象

通过奥斯特实验涉及电生磁引入磁生电，再用实验探究感应电流产生的条件和电流方向与哪些因素有关，法拉第的电磁感应现象发现来得偶然，同时有科拉顿跑失良机的故事增强物理学习的趣味性。最后一个小小的玩具发电机同时也可以作为电动机使用，体现出物理知识的相互联系和神奇之处。

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。

感应电流究竟是如何产生的呢？设均匀磁场的磁力线向下垂直于纸面，导体平放在纸面上，方向正南正北，移动方向为西方。（用右手定则判感应电流方向为南方）。当导体向西移动时，可视为导体中的电荷也向西移动，而电荷在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电荷运动方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电荷的运动方向（西方），那么，拇指所指的方向（南方），就是电荷在磁场中的受力方向。所以电流方向应是南方。

把线圈的两端接在电流表上，组成闭合电路．当向线圈中插入或拔出磁铁时，电流表的指针偏转，表明电路中产生了感应电流。这是因为向线圈中插入磁铁时，穿过线圈的磁通量增大，从线圈中拔出磁铁时，穿过线圈的磁通量减小。穿过线圈的磁通量发生了变化，因而产生了感应电流。向线圈中插入或拔出磁铁的过程可以等效为导体切割磁力线的过程。磁通量的变化只是产生感应电流的表层的原因，真正的原因还是线圈中的电荷受洛仑兹力运动。

磁生电感应电流的条件

产生感应电流的条件是：①一部分导体在磁场中做切割磁感线运动．即导体在磁场中的运动方向和磁感线的方向不平行；②电路闭合．在磁场中做切割磁感线运动的导体两端产生感应电压，是一个电源．若电路闭合，电路中就会产生感应电流．若电路不闭合，电路两端有感应电压，但电路中没有感应电流．

磁生电感应电流的方向

导体中感应电流的方向，跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线（磁场）的方向有关．(1)磁感线（磁场）的方向不变，闭合电路中的一部分导体做切割磁感线的运动方向改变时，感应电流的方向也会发生改变；(2)导体切割磁感线的运动方向不变，磁感线的方向改变，导体中的感应电流方向也发生改变；(3)导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向都改变时，导体中的感应电流方向不变．

磁生电交流发电机原理

放在磁场中的矩形线圈，两端各连一个铜环K和L，它们分别跟电刷 A 和B接触，并跟电流表组成闭合电路．让线圈在磁场中转动，由于ab边和cd边做切割磁感线的运动，电路中就有了感应电流．在线圈转动的前半周，线圈都从一个方向切割磁感线，因此电流方向从A经电流表到B不改变；在后半周，线圈从相反方向切割磁感线，电流方向和前半周相反，由B经电流表流向A．线圈继续转动，电流方向将周期性地重复上述变化．线圈在磁场里转动一周，电路中的感应电流的方向和大小就发生一个周期性变化．线圈在磁场中持续转动，线圈就向外部电路提供方向和大小都作周期性变化的交变电流．-