電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)_感應(yīng)電流方向的判斷

電感在電路設(shè)計(jì)中非常重要，因?yàn)樯婕暗降闹R(shí)面太廣，所以我總結(jié)了一些重點(diǎn)內(nèi)容和大家交流經(jīng)驗(yàn)。

1、關(guān)于電磁感應(yīng)的幾個(gè)基本問(wèn)題

(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流（或電動(dòng)勢(shì)）的現(xiàn)象，叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。所謂電磁感應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)際上是指由于磁的某種變化而引起電的產(chǎn)生的現(xiàn)象，磁場(chǎng)變化，將在周?chē)臻g激起電場(chǎng)；如周?chē)臻g中有導(dǎo)體存在，一般導(dǎo)體中將激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路，則回路程還將產(chǎn)生感應(yīng)電流。

（2）發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件通常有如下兩種表述。

①當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)就將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如線圈閉合，則線圈子里就將產(chǎn)生感應(yīng)電流。

②當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)就將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體里產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如做切割感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體是某閉合電路的一部分，則電路里就將產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。應(yīng)指出的是：閉合電路的一部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)閉合電路的磁通量也將發(fā)生變化。所以上述兩個(gè)條件從根本上還應(yīng)歸結(jié)磁通量的變化。但如果矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以速度v平動(dòng)時(shí)，盡管線圈的bc和ad邊都在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，但由于穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有變，所以線圈回路中沒(méi)有感應(yīng)電流。

（3）發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種基本方式及其理論解釋

①導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就將在導(dǎo)體中激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方式可以用運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力的作用來(lái)解釋。

②磁場(chǎng)變化使穿過(guò)磁場(chǎng)中閉合回路的磁通量改變而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱改變而使穿過(guò)磁場(chǎng)中的閉合回路程的磁通量發(fā)生變化時(shí)，就將在閉合回路程里激起感應(yīng)電流。這種發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方式可以用麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論來(lái)解釋。

（4）引起磁通量變化的常見(jiàn)情況

線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)；

線圈在磁場(chǎng)中面積發(fā)生變化；

線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化；

通電線圈中電流發(fā)生變化。

2、感應(yīng)電流方向的判斷

(1)右手定則：伸開(kāi)右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直從手心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向。四指指向還可以理解為：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向、該部分導(dǎo)體的高電勢(shì)處。

用右手定則時(shí)應(yīng)注意：

主要用于閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的方向判定。右手定則僅在導(dǎo)體切割磁感線時(shí)使用，應(yīng)用時(shí)要注意磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向、感應(yīng)電流方向三者互相垂直． 當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，拇指應(yīng)指向切割磁感線的分速度方向． 若形成閉合回路，四指指向感應(yīng)電流方向；若未形成閉合回路，四指指向高電勢(shì)． “因電而動(dòng)”用左手定則．“因動(dòng)而電”用右手定則． 應(yīng)用時(shí)要特別注意：四指指向是電源內(nèi)部電流的方向(負(fù)→正)．因而也是電勢(shì)升高的方向；即：四指指向正極。

(2)楞次定律(判斷感應(yīng)電流方向)

①楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

②對(duì)楞次定律中阻礙二字的正確理解 “阻礙”不是阻止，這里是阻而未止。阻礙磁通量變化指：磁通量增加時(shí)，阻礙增加(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相反，起抵消作用)；磁通量減少時(shí)，阻礙減少(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向一致，起補(bǔ)償作用)，簡(jiǎn)稱(chēng)“增反減同”．

③理解楞次定律要注意四個(gè)層次: 誰(shuí)阻礙誰(shuí)?是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量; 阻礙什么?阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身; 如何阻礙?當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，即”增反減同”; 結(jié)果如何?阻礙不是阻止，只是延緩了磁通量變化的快慢，結(jié)果是增加的還是增加，減少的還是減少。

(3)楞次定律的應(yīng)用步驟“一原、二感、三電流”

①明確引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)在被感應(yīng)的回路上的方向；

②搞清原磁場(chǎng)穿過(guò)被感應(yīng)的回路中的磁通量增減情況；

③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向；

④運(yùn)用安培定則判斷出感生電流的方向。

(4)楞次定律的靈活運(yùn)用，楞次定律的拓展 楞次定律的廣義表述：感應(yīng)電流的效果總是反抗（或阻礙）引起感應(yīng)電流的原因。主要有四種表現(xiàn)形式：1、當(dāng)閉合回路中磁通量變化而引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是阻礙原磁通量的變化。

2、當(dāng)線圈和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是阻礙二者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在一些由于某種相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如運(yùn)用楞次定律從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量變化”出發(fā)來(lái)判斷感應(yīng)電流方向，往往會(huì)比較困難，對(duì)于這樣的問(wèn)題，在運(yùn)用楞次定律時(shí)，一般可以靈活處理，考慮到原磁場(chǎng)的磁通量變化又是由相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的，于是可以從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”出發(fā)來(lái)判斷。3、當(dāng)線圈面積發(fā)生變化而引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是阻礙回路面積的變化。4、當(dāng)線圈中自身電流發(fā)生變化而引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）。

法拉第電磁感應(yīng)定律：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。公式：，其中n為線圈的匝數(shù)。法拉第電磁感應(yīng)定律的理解

(1)的兩種基本形式：

①當(dāng)線圈面積S不變，垂直于線圈平面的磁場(chǎng)B發(fā)生變化時(shí)。

②當(dāng)磁場(chǎng)B不變，垂直于磁場(chǎng)的線圈面積S發(fā)生變化時(shí)。

(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于穿過(guò)電路的磁通量的變化率，與φ的大小及△φ的大小沒(méi)有必然聯(lián)系。

(3)若為恒定（如：面積S不變，磁場(chǎng)B均勻變化，或磁場(chǎng)B不變，面積S均勻變化）則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定。若為變化量，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E也為變化量，計(jì)算的是△t時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)△t→0時(shí)，的極限值才等于瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

自感現(xiàn)象:

當(dāng)閉合回路的導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。

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