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04-15-01
电磁感应现象
楞次(1804--1865)是俄国物理学家和地球物理学家,出生于爱沙尼亚的多尔帕特。早年曾参加地球物理观测活动,发现并正确解释了大西洋、太平洋、印度洋海水含盐量不同的现象,1845年倡导组织了俄国地球物理学会。1836年至1865年任圣彼得堡大学教授,兼任海军和师范等院校物理学教授。
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首先回顾发现电磁感应现象的一些典型实验,并由此归纳出电磁感应现象的基本结论。
实验一:闭合导体回路与磁棒之间有相对运动时,可引起电磁感应现象。
实验二:闭合导体回路和载流线圈间有相对运动时,亦可引起电磁感应现象。
实验三:闭合导体回路中有电流强度可改变的载流线圈时,同样可引起电磁感应现象。
实验四:闭合导体回路和载流线圈间相对静止,但磁铁棒相对于它们运动,也可引起电磁感应现象。
实验五:闭合导体回路在均匀磁场中运动,也能够引起电磁感应现象。
总结以上五个典型实验,可得如下结论:不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积内的磁通量发生变化(增加或减少),回路中都会出现电流,这种电流称为感应电流。在磁通量增加和减少的两种情况下,回路中感应电流的流向相反。感应电流的大小则取决于穿过回路中的磁通量变化快慢。变化越快,感应电流越大;反之,就越小。
见问题讨论1
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感应电流的流向可以用楞次定律来方便地判断。
楞次定律:闭合导体回路中的感应电流,其流向总是企图使感应电流自己激发的穿过回路面积的磁通量,能够抵消或补偿引起感应电流的磁通量的增加或减少。
或者说:回路中感应电流的流向,总是使感应电流激发的穿过该回路的磁通量,反抗回路中原磁通量的变化。
右图演示了用楞次定律判断感应电流流向的方法。
大量实验现象证明,楞次定律实质上是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
见问题讨论2
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由第十二章我们知道,闭合电路中有电流的根本原因是电路中存在电动势。从上述电磁感应现象中看到,当闭合导体回路所包围面积的磁通量变化时,此回路中就出现感应电流,这意味着该回路中必定存在电动势。这种直接由电磁感应现象所引起的电动势叫做感应电动势,记作 。
也就是说,在任何电磁感应现象中,只要穿过回路的磁通量变化,回路中就一定有感应电动势产生。若导体回路是闭合的,感应电动势就会在回路中产生感应电流;若导线回路不是闭合的,回路中仍然有感应电动势,但是不会形成电流。
见问题讨论3
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