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切割磁感线运动
图片来自百度

所谓切割磁感线运动,是指物体在磁场中运动,而该运动一定与磁感线成一定角度,而不与磁感线平行。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在导体中就会有电流产生,这种现象叫作电磁感应现象。产生的电流叫作感应电流 [1]

  • 外文名:Cutting magnetic motion
  • 特 点:闭合的曲线
  • 属 性:专业术语
  • 作 用:磁场
  • 学 科:物理

磁感线

像用电场线描述电场一样,为了形象地描述磁场的强弱和方向,可在磁场中画出一系列曲线,使曲线上任一点的切线方向都和该点的磁场方向一致,这些曲线叫做磁感线。用磁感线可直观地表示磁场中各点的磁场的大小和方向,磁感线密处磁场强,磁感线疏处磁场弱。物理学上规定:小磁针静止时北极 (N极)的指向,为该点的磁场的方向。 [2] 磁体之所以对周围的一些物体具有力的作用,是因为磁场的存在,我们为了形象的表示磁场分布,我们用了以下实验方法:在一块条形磁铁上放一块玻璃,玻璃上撒上铁屑,晃动玻璃后会发现,铁屑有规律的排列成连接磁铁两端的曲线,在曲线上摆放小磁针,会发现小磁针的N极指向磁铁S级,小磁针的S极指向磁铁N级,我们把这些小磁针的指向从磁铁N极到S级连接起来,得到的线就称为磁感线

切割磁感线运动
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磁感线实际上是不存在的,只是我们假想出来更形象的描述磁场分布的。

磁感线是闭合的曲线,与电场线区分开来。

电磁感应现象

法拉第在实验中发现,用伏打电池给一组线圈通电或断电的瞬间,另一组线圈中有电流产生。随后法拉第又发现磁铁与闭合线圈相对运动时,线圈中也有电流产生。经过大量实验研究,法拉第总结出产生感应电流的几种情况:变化的电流,变化的磁场,运动的磁铁,在磁场中运动的导体。这些实验大致可归纳为两种情况:一是闭合回路保持不动但周围的磁场发生变化;二是闭合回路和磁场间发生了相对运动。[3]

因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象闭合线圈面积不变,改变磁场强度,磁通量也会改变,也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下: 因磁通量变化产生感应电动势的现象。

电动势的方向(公式中的负号)由楞次定律提供。楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化(增反减同,来拒去留)。对于动生电动势也可用右手定则判断感应电流的方向,进而判断感应电动势的方向。“通过电路的磁通量”的意义会由下面的例子阐述。

传统上有两种改变通过电路的磁通量的方式。至于感应电动势时,改变的是自身的磁场,例如改变生成场的电流(就像变压器那样)。而至于动生电动势时,改变的是磁场中的整个或部份电路的运动,例如像在同极发电机中那样。

应用

电磁感应现象在实际中有着广泛的应用,特别在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面。例如,在电工技术中,运用电磁感应原理制造的发电机、感应电动机及变压器等设备,为充分而又方便地利用自然界的能源提供了条件;在电子技术中,广泛地采用电感元件来发射、接收或传递讯号;运用电磁感应的原理不仅制成多种电磁测量仪表,而且还制造了各种用于非电量电测的传感器。此外,例如加热用的感应电炉核物理研究中用的电子感应加速器等等,也都运用了电磁感应原理[4]

视频

跳舞的电磁线圈,切割磁感线运动

参考文献