二、电磁感应 图2.1-1 研究感应电流方向的实验记录 楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 图2.1-8 右手定则 右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 图2.2-2 计算导线切割磁感线时的感应电动势 ΔΦ=BΔS=Blv·Δt E= 得E=Blv 图2.2-3 导线运动方向不与磁感应垂直时的情况 E=Blvsin θ 图2-2 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，分析金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小和方向。 金属棒ab竖直方向的分速度与磁感线平行，不产生感应电动势；水平方向的分速度切割磁感线，产生感应电动势，感应电动势大小为E=Blv0，B、l、v0均不变，则感应电动势大小保持不变。产生的感应电流方向为从a到b，保持不变。 图2.2-8 一长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势为。 图2-7 规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正方向，导体环中感应电流随时间变化的图像如图所示。 图2-10 MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。金属杆ab与导轨垂直而且始终与导轨接触良好，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合。若从S闭合开始计时，请画出金属杆的速度随时间变化的可能图像。 图2-9 固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd边长为l，其中ab边是电阻为R的均匀电阻丝，其余三边是电阻可忽略的铜导线，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与ab边相同的电阻丝PQ架在线框上，并以恒定速度v从ad边滑向bc边。PQ在滑动过程中与导线框接触良好。当PQ滑过的距离时，通过aP段电阻丝的电流是多大？ 当PQ滑过的距离时，PQ产生的感应电动势大小为E=Blv 整个电路的总电阻为R总=R+=R 则通过PQ的电流为I== aP段、bP段电阻丝的电阻之比为1∶2， 则电流之比为2∶1，故通过aP段电阻丝的电流大小为IaP=I=。 图2-11 图中的A是一个边长为l的正方形导线框，其电阻为R。线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，磁感应强度为B。如果以x轴的正方向作为安培力的正方向，线框在图示位置的时刻开始计时。 线框所受的安培力随时间变化的图像，如图。 图2.3-1 电子感应加速器 (1)麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场。这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。 如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫作感生电动势。 (2)电子感应加速器原理 从图甲中可以看到，磁场方向由下向上，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动，为使电子加速，真空室中产生的感生电场应沿顺时针方向。根据楞次定律，磁场应该由弱变强。也就是说，为使电子加速，电磁铁线圈中的电流应该由小变大。 图2.3-2 导体中产生涡流 图2.3-3 真空冶炼炉 图2.3-4 电磁炉加热食物 图2.3-5 用硅钢片做变压器的铁芯 图2.3-6 探雷 图2.3-10 铝框的运动 电磁驱动 图2.3-13 图2.3-14 电磁阻尼 图2.4-1 开关闭合时观察灯泡的发光情况 (R=RL，L自感系数较大) A2灯立即变亮，A1灯逐渐变亮，最后一样亮 图2.4-3 开关断开时观察灯泡的亮度 (RL
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