楞次定律及相关概念详解
1. 磁通量
概念:在磁感应强度为b的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积s与b的乘积。公式:φ=bs。磁通量是标量,相当于穿过某一面积的磁感线的条数。磁通量变化则会产生感应电动势,若电路闭合,则产生感应电流。
2. 电磁感应现象
定义:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,回路中产生感应电流。条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。实质是产生感应电动势,若电路闭合,则有感应电流。
3. 感应电流方向的判定
(1) 楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。这是判断感应电流方向的基本方法。
(2) 右手定则:主要用于导线切割磁感线产生感应电流时,判断感应电动势与感应电流的方向。右手定则更简便,但它是楞次定律的一个特例。
右手定则的应用要点
①应用于导线切割磁感线时,磁场方向、运动方向、感应电流方向三者应互相垂直。
②若形成闭合回路,四指指向感应电流方向;若未形成闭合回路,四指指向高电势。
③“因电而动”用左手定则;“因动而电”用右手定则。
能量守恒表述
感应电流的磁场效果总要反抗产生感应电流的原因,这是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。
习题演练与解析(部分示例)
1. 【答案】d【解析】带电微粒在飞过环的过程中,环中磁通量先增加后减少,根据楞次定律,环中感应电流方向先沿逆时针再沿顺时针。
2. 【答案】acd【解析】当电阻变化或abcd线圈靠近、远离pq时,穿过abcd的磁通量发生变化,产生感应电流。
注意
在理解楞次定律和电磁感应现象时,需注意“阻碍”并非“阻止”,只是阻而未止。同时要明确各种判断感应电流方向的方法,如楞次定律、右手定则等,并理解其背后的物理原理和能量守恒的思想。
习题解析(部分)
【答案及解析过程略,请参照课本及辅导资料】
总结
附录:相关公式及常数
磁通量:φ=bs;楞次定律无特定公式,主要是理解和应用其思想。