原磁通量,是自下而上的减少引起的。比较可以得出:甲、丁两图中穿过螺线管的原磁通量的方向是相反的,磁通量的变化是一增一减。即:引起感应电流的原因(磁通量的变化)是相反的,产生的感应电流的方向却是相同的。
乙图中的感应电流是由于穿过螺线管的原磁通量,是自上而下的减少引起的;丁图中的感应电流是由于穿过螺线管的原磁通量,是自下而上的增加引起的。比较可以得出:乙、丙两图中穿过螺线管的原磁通量的方向是相反的,磁通量的变化是一增一减。即:引起感应电流的原因(磁通量的变化)是相反的,产生的感应电流的方向却是相同的。
综上所说可以得到:穿过一个平面的磁通量引起的感应电流的方向有这样的特点:凡是由正方向穿过的磁通量的增加(减少)而引起的感应电流的方向均与反方向穿过的磁通量的减少(增加)引起的感应电流的方向相同。间称:“因反果同”。
巩固与练习2:如图所示3,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ。在这个过程中,线圈中感生电流:
(1)沿abcd流动。
(2)沿dcba流动。
(3)由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动。
(4)由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动。
线圈从位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ过程中,可分为从位置Ⅰ到位置Ⅱ和从位置Ⅱ到位置Ⅲ两个过程。从图中可以看出:这两个过程中穿过线圈的磁通量,先是向上的增加,然后是向下的减少,因而根据“因反果同”可以很快得出答案A是正确的。
四、“动态平衡”
从上面表格中对照可得:甲、丙两图中的感应电流是由于条形磁铁运动,导致穿过螺线管中的磁通量增加而引起感应电流的,产生的感应电流阻碍磁铁和螺线管间相对位置的改变,螺线管相对磁铁有远离的运动的趋势。于是可认为:螺线管有相对于减少穿过它的磁通量的方向运动,以求通过它的磁通量“平衡”。
从表1的数据对照可得:乙、丁两图中的感应电流是由于条形磁铁运动,导致穿过螺线管中的磁通量减少而引起感应电流的,产生的感应电流阻碍磁铁和螺线管间相对位置的改变,螺线管相对磁铁有接近的运动的趋势。于是可认为:螺线管有相对于增加穿过它的磁通量的方向运动,以求通过它的磁通量“平衡”。
综上所说得到:凡是由于穿过回路磁通量的增大引起的感应电流,总是回路(或磁体)向减少回路磁通量的方向运动;凡是由于穿过回路磁通量的减少引起的感应电流,总是回路(或磁体)向增加回路磁通量的方向运动。即“动态平衡”。
巩固与练习:如图4所示,当金属棒a在金属轨道上运动时,线圈b向右摆动,则金属棒a( )
A.向左匀速运动
B.向右减速运动
C.向左减速运动
D.向右加速运动
由图知,线圈向右摆,据“动态平衡”说明线圈b向能增加它的磁通量的方向运动,应该是由于金属棒a运动使得螺线管中感应电流产生的磁通量减少,引起线圈b中产生感应电流,b中感应电流要阻碍穿过它的磁通量的减少,因此金属棒a只能做减速运动,答案B、C正确。
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