【例1】如图2所示,边长为100cm的正方形闭合线圈置于磁场中,线圈的ad、bc两边中点连线OO′的左右两侧分别存在着方向相同、磁感应强度大小各为B1=0.60T、B2=0.40T的匀强磁场。开始时,线圈平面与磁场垂直,若从上往下看,线圈逆时针转37°和180°角时,穿过线圈的磁通量分别改变了多少?
【答案】0.1Wb,1.0Wb
(二)感应电流的产生条件
1.产生感应电流的条件是"穿过闭合电路的磁通量发生变化",即,要产生感应电流,必须同时满足两个条件,一个是电路闭合,另一个则是穿过电路的磁通量发生变化。
2.磁通量的计算公式是:φ=BSsinθ,式中的Ssinθ应是磁场区域内线框平面在垂直于磁场方向上的投影(面积)大小。所以此题的讨论中,千万不要误认为线框从开始运动就有感应电流产生。一定要记住:磁通量的实质是穿过某一面的磁感线的条数!
【答案】只有线框全部转入磁场中时,才会有感应电流产生,否则没有。
(三)感应电流方向的判断
感应电流方向的判断,既可用右手定则,也可用楞次定律。
1.右手定则:适合于判断导线切割磁感线的情形。用右手定则判断感应电流的方向不要仅仅停留在应用上,还要对电流的形成理解其实质,即导线中的自由电子随导线一起做定向运动,于是在洛仑兹力的作用下就会发生定向移动形成电流。即,在利用右手定则的同时,也要和左手定则进行联系。
2.楞次定律:适合于判断磁通量发生变化时的情形。应用次定律时,一定要正确理解定律中"阻碍"二字的深刻含义,"阻碍"的并不是磁通量,而是磁通量的变化!即,感应电流的磁场方向并不总是和"引起感应电流的磁场方向"相反的!当"穿过电路的磁通量增加时",感应电流的磁场方向就和"引起感应电流的磁场方向"相反,否则就相同。
【例3】如图4所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框,当滑动变阻器的滑片自左向右滑动时,从纸外向纸内看,线框ab将
A.保持不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源极性不明确,无法判断转动方向
【答案】C
(四)感应电动势大小的计算
1.导体切割磁感线时,一般用公式计算感应电动势大小。最适宜的情况是整个过程中切割磁感线的速度不变,若速度是随时变化的,可以把某一瞬时的速度代入求出那一瞬时的感应电动势。
2.切割磁感线产生感应电动势的导体相当于电源,象本题中的金属棒,它与几个定值电阻、电容器构成闭合电路,这样就可以利用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电流