电磁感应现象的两类情况

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学习了电磁感应现象后,知道闭合回路中磁通量发生变化就会产生电流,从前面的学习我们知道,电流的本质是电荷的定向移动,感应电流的产生本质也是电荷的定向移动,在电池中使电荷定向移动的是其他形式的能(化学能)通过非静电力做功转化成电能,那么感应电流的产生是通过什么力做功转化成电能的呢?


电磁感应现象中的感生电场

如下图所示,闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路中会产生电流,如果磁场强度增加,闭合回路会产生如下所示方向的电流和感应磁场,既然产生了电流,肯定是导体中的可自由移动的电子发生定向移动,那使电子定向移动的力是什么力?是怎样产生的呢?

英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发电场,这种电场我们把它叫做感生电场,如果此刻空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动,产生感应电流。

记住:变化的磁场周围就会产生感生电场。

感生电场为同心圆,与B方向垂直,可以用楞次定律和右手定则来判断。

电磁感应现象中的洛伦兹力

通过前面的学习我们知道,闭合回路中部分导体做切割磁感线运动时,导体相当于电源,如下图所示,当导体向右运动时,根据右手定则,导体有向上的电流,那么是什么力导致导体中的自由移动的电荷发生定向移动的?

当导体向右运动时,导体中的自由移动的电荷也在向右运动,根据左手定则可知,导体中的正电荷所受的洛伦兹力向上,负电荷向下,所以导体有向上的 电流,一但导体中产生电流,因为导体向右运动,根据左手定则,导体会受向左的安培力作用,如果导体没有向右的外力作用,导体会做减速运动,直到速度为零,在这个过程中,能量的转化情况是:导体的动能通过安培力做功转化成电能。


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