第四章电磁感应 就是楞次定律 关于感应电动势的方向问题,我们需要讨论两点 1)为什么感应电动势的方向必须是楞次定律所规定的方向 2)在法拉第电磁感应中,感应电动势的正负怎样确定 对于1)的原因在于:它是由能量守恒定律所要求的。 在前面的第二个实验中,当磁铁插入线圈时,穿过线圈的磁通量增加,按照楞次定律,感应电流激发的 磁通量应与原磁通量相反,线圈将对磁棒产生一个排斥力,阻碍磁棒继续往下插入,所以,要使感应电 流连续不断,则外界必须克服这个排斥力对磁棒作功,因此线圈中感应电流的获得是以消耗机械能为代 价的。反之容易得到,如果感应电动势的方向与楞次定律规定的方向相反,只要磁铁稍有运动,在线圈 中就能连续不断的产生感应电流。这是不可能的。因为它违背了能量守恒定律。所以,感应电动势的方 向一定是楞次定律规定的方向。 下面我们讨论问题2) 如何确立感应电动势的正负问题。 电动势ε与磁通量Φ的正负都与回路的绕行方向有关,所以,要讨论感应电动势和磁通量的方向,首 先要选定回路的绕行方向。作为计算磁通量和感应电动势的参考方向,绕行方向选定后,若计算电动势 为正值,表明电动势的方向与回路绕行的方向一致。反之相反。但必须强调,根据上述约定,不管开始 时选定怎样的绕行方向,应用法拉第定律得到的感应电动势的方向和数值是唯一确定的,与回路绕行方 向的选取无关。 [例1-1]如图所示,两个半径分别为Rr相距为z的同轴平面线圈a和b,假设R>>r,z>r线圈a 载有恒定的电流Ⅰ,线圈B以速率ⅴ沿z轴向上运动,试计算线圈B中的感应电动势,并确定其方向。第四章 电磁感应 7 就是楞次定律 关于感应电动势的方向问题 我们需要讨论两点 1 为什么感应电动势的方向必须是楞次定律所规定的方向 2 在法拉第电磁感应中 感应电动势的正负怎样确定 对于 1 的原因在于 它是由能量守恒定律所要求的 在前面的第二个实验中 当磁铁插入线圈时 穿过线圈的磁通量增加 按照楞次定律 感应电流激发的 磁通量应与原磁通量相反 线圈将对磁棒产生一个排斥力 阻碍磁棒继续往下插入 所以 要使感应电 流连续不断 则外界必须克服这个排斥力对磁棒作功 因此线圈中感应电流的获得是以消耗机械能为代 价的 反之容易得到 如果感应电动势的方向与楞次定律规定的方向相反 只要磁铁稍有运动 在线圈 中就能连续不断的产生感应电流 这是不可能的 因为它违背了能量守恒定律 所以 感应电动势的方 向一定是楞次定律规定的方向 下面我们讨论问题 2 如何确立感应电动势的正负问题 电动势ε与磁通量Φ的正负都与回路的绕行方向有关 所以 要讨论感应电动势和磁通量的方向 首 先要选定回路的绕行方向 作为计算磁通量和感应电动势的参考方向 绕行方向选定后 若计算电动势 为正值 表明电动势的方向与回路绕行的方向一致 反之相反 但必须强调 根据上述约定 不管开始 时选定怎样的绕行方向 应用法拉第定律得到的感应电动势的方向和数值是唯一确定的 与回路绕行方 向的选取无关 [例 1-1 ] 如图所示 两个半径分别为 R ,r 相距为 z 的同轴平面线圈 a 和 b 假设 R>>r z>>r 线圈 a 载有恒定的电流 I 线圈 B 以速率 v 沿 z 轴向上运动 试计算线圈 B 中的感应电动势 并确定其方向