高分悬赏：初中物理探究电磁感应现象
由于圆环是围绕着中心轴切割磁感线的,根据安培右手定则,伸直手掌,让拇指和其余四个手指垂直于一个平面,让磁感线垂直从掌心通过,拇指指向运动方向,那么其余四个手指的指向就是导体切割磁感线所产生的电流方向.
圆环切割磁感线的时候,是以它的有效长度为标准的,也就说说该圆环切割时候有效长度就是它的半径.如果不明白,我还假设一种情况,一个不规则的平面半圆,没有封口的,切割磁感线的时候,就是以他的最有效长度(半径)为准的.但是用右手定则分析一下,发现圆环两边的方向是相反的,而且圆环切割的有效长度都是半径,切割的角度还是同时在改变.换一句话说,.
那么这种现象就会给我们一种错觉,认为既然是每时每刻导体中产生的电压都是等大反向的,他们就会相互抵消......
让我来告诉你... 这种想法是错误的.......
下面我来给你详细分析一下:
分析之前,先给你举另外一个相似的例子.题目基本如上,只是我有加多一句话,"在圆环的中心轴那里焊接上一个同样大小的金属丝,焊接处的大小和电阻等等有碍的因素都忽略"
这样的话,你说它们的又有没有产生电流呢.......呵呵 别急 下面就来分析一下..
刚刚举的这个例子答案就是没有电流的,这时候他们就是相互抵消了.其实严格来说是不能说是相互抵销,只能说是短路了,把中心轴两边的电压均匀分布了. 请你仔细想一下,圆环旋转的时候是不是在等效在中心轴的两端产生了两个 高压点 搞清楚, 是"高压点", 这时候,就有一个物理模型很适合我们去分析的了.......学物理的同学都知道,最厉害的解题武器就是将抽象中的物理现象转换为日常生活中非常熟悉的物理模型.. 聪明的你想到了没有啊??
没有错啦! 对! 我猜你也想对了.就是"两节干电池模型" 他们都有一个"高压点",一个"低压点" 我举的例子中 其实就相当于把这两节干电池一个正放一个倒着来并排在桌面上,你想想,如果在圆环中心轴焊接导线,又是怎样的模型呢? 如下:
电池1正极 |+ ------- -|电池1负极
焊接 导线 |-----------|
电池2负极 |- ------- -|电池2正极
这个模型够明白的吧!!! 利用正常的物理知识分析一下就很快知道这是一个等压体,没有电流产生的.
那么同样的道理! 你提出的问题物理模型也可以转化如下:
电池1正极 |+ ------- -|电池1负极
电池2负极 |- ------- -|电池2正极
那么就相当于拿两根导线把电池一的正极和电池二负极连起来,电池一的负极和电池二的正极连起来,这样的话就刚刚好形成了一个回路........
分析到此结束! 我相信你也该明白了吧!!! 没有错啦! 就是说 你提出来的问题是有电流产生的!! 所以啊 有些问题千万不要被表象欺骗了,一定要认真分析才去下定论啊.我一开始也是认为没有电流产生的,但是我已在纸上画了一个模型图出来后 就发觉原来是有电流产生的.觉得很有意思, 就很详细的给你写下了分析过程...
上面的 就是我的理解分析,如果你觉得有道理的话, 请把你的QQ 发我信息中去.我会主动加你的了!!! 然后再给你详细的解答过程...........
呵呵 .... 就是这样啦...........
我后来看了上面的答复,,,他们说的磁通量的问题 ... 敢问一下...你为什么说是磁通量没有变化呢 !! 明明白白摆着..圆环在旋转的时候,阴影面积(磁场线垂直通过的面积),是不断减小,然后经过中线之后有逐渐增大, 主要圆环还在旋转, 阴影面积 就会在变化 也就是说 磁通量也是一直在变化的........ 上面的这位仁兄 不要误导别人哦 /..... 呵呵........
惭愧 搞了半天.......
原来是我搞错了"""磁感线平行于圆环平面""""
惭愧啊.........
诸如楼主所说,金属环的确会有径向的电流,径向电势差为 U=B(r+dL/2)ωdL,场强为E=U/dL=B(r+dL/2)ω,由欧姆定律微分形式得径向电流密度为δ=E/ρ=B(r+dL/2)ω/ρ,ρ为电阻率,可由R,r,dL确定.可是要知道,这个径向电流表现为电子的径向漂移,是在径向电场作用下形成的,而金属环匀速转动,是惯性系,电子依然还是径向漂移,又怎么会出现什么"偏转"呢?所以我认为不会有沿着环的电流.
另外,从能量的观点来看,金属环匀速旋转,说明没有外力做功(因为即使有环向的电流,也只会给环施加径向得力),而如果有电流,又有电阻,势必要发热,不断的发,能量哪里来呢?
事实上,如果环有角加速度β,则会有电流.这已在1917年由斯图特尔和道尔曼用实验证明.
在圆环参考系中,自由电子受到"惯性力",可类比为"电场力"(效果上)故
E=ma/e=mRβ/e,
电流强度为 I=E/ρ'=mRβ/eρ'(ρ'为单位长度上的电阻)
【知识点的认识】
（1）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象．
（2）历史意义：英图科学家法拉第首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，证明了磁可以生电．
（3）实验装置图：
（4）感应电流方向的影响因素：磁场方向、运动方向．
如图，电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同．
甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关；甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有关．
（5）感应电流大小的影响因素：磁场强弱、运动快慢、线圈匝数．
【命题方向】
（1）电磁感应现象探究实验（尤其产生感应电流的条件）
（2）电磁感应现象-----法拉第英国物理学家、化学家，发明家即发电机和电动机的发明者．
【解题方法点拨】
（1）电磁感应现象实验和磁场对通电导线的作用实验对比：
被研究对象都是磁场中的导体：电磁感应现象的前提条件是运动，结果是产生电流；磁场对电流的作用的前提是电流，结果是产生运动．
即因动而电的是电磁感应现象，因电而动的是磁场对电流的作用．
简洁的说吧：闭合回路（联通的导线）在磁场中做切割磁力线运动（就是运动方向与磁力线呈角度）而产生电的现象就是电磁感应了。若不是闭合回路也可以磁生电。那样会在导线/金属体两端产生电压。
只要有导线在磁场中运动，当然排除沿磁力线运动的情况。那就能磁生电！！！！！！！！
看看这篇文章http://wenku.baidu.com/view/3c9797d2b9f3f90f76c61b9b.html
当闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线就会产生感应电流（注意是闭合回路；切割要切断，平行是不行的）。也就是磁生电。它的实质就是回路中的磁感线发生变化。实验时当导体切割磁感线时，回路中的灵敏电流计发生偏转，且磁场越强切割的速度越快偏转的角度越大，也就是电流越大。（这是高二的知识，有一本书专门讲这个的，你现在初中没必要过于深入研究，知道原理就行了。）
产生感应电流的条件是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，而让导线ab竖直向下运动时，不能切割磁感线，故灵敏电流计指针不偏转；（2）当导线ab在水平方向上移动时，能够产生感应电流，而感应电流的方向与磁感线的方向及切割磁感线的方向有关，当切割磁感线方向改变时，感应电流的方向也改变，所以导线ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转，则当导线ab水平向左运动，则灵敏电流计指针向向右偏转；（3）当导线ab斜向上运动时，也能切割磁感线，故也能产生感应电流。
做切割磁感线运动！
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相关评论：
於待侍答：【知识点的认识】（1）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象．（2）历史意义：英图科学家法拉第首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，证明了磁可以生电．（3）实验装置图：（4）感应电流方向...
於待侍答：刚刚举的这个例子答案就是没有电流的,这时候他们就是相互抵消了.其实严格来说是不能说是相互抵销,只能说是短路了,把中心轴两边的电压均匀分布了. 请你仔细想一下,圆环旋转的时候是不是在等效在中心轴的两端产生了两个 高压点 搞清楚, 是"高压点", 这时候,就有一个物理模型很适合我们去分析...
於待侍答：场强为E=U/dL=B(r+dL/2)ω,由欧姆定律微分形式得径向电流密度为δ=E/ρ=B(r+dL/2)ω/ρ,ρ为电阻率,可由R,r,dL确定.可是要知道,这个径向电流表现为电子的径向漂移,是在径向电场作用下形成的,而金属环匀速转动,是惯性系,
於待侍答：而用楞次定律的右手是判断感应电流的方向的，方法是：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流（感生电动势）的方向。电磁学中，右手定...
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於待侍答：中文版的是最好的了。我目前要找是BS 6651ASTM E 547ASTM E 997ASTM E 998尤其第一个BS 6651(关于建筑防雷的)是我急需的。英标、美标的PDF文件或者谁知道在哪里可以买到也可以。高分悬赏哦。提供的全面的追加20分。说到做到。十万火急,越快越好,谢谢了。 展开 ...
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