·阅读· 法拉第关于电磁感应现象的实验

奥斯特发现了电流的磁效应后，法拉第仔细地分析了电流的磁效应。他认为，既然磁铁可以使靠近它的铁块具有磁性，静电荷可以使靠近它的导体带电，那么电流也应当使靠近它的线圈感应出电流。1822 年法拉第在日记中记载着“把磁转变成电”的光辉思想。1831 年 8 月法拉第把两个线圈绕在一个铁环上(图 4－5)，线圈 A 接直流电源，线圈 B 接电流表。他发现，当线圈 A 的电路接通或断开的瞬间，线圈 B 中产生瞬时电流。法拉第发现，铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，电磁感应现象仍然发生，只是线圈中的电流弱些。

■ 图 4—5

法拉第怎样分析他的实验呢？他的思路大致如下：

第一，线圈 B 除了处在通电线圈 A 的磁场中，同 A 没有别的联系，所以 B 的感应电流只能由 A 的磁场引起。

第二，A 中电流稳定因而周围磁场稳定时，B 中没有感应电流，表明稳定的磁场不引起感应电流；只有当 A 通电或断电，它的电流变化因而周围磁场变化时，B 中才有感应电流。这表明变化的磁场才能引起感应电流。第三，磁场可以由磁感线形象地表示，B 所在处的磁场发生变化时，

穿过线圈 B 的磁通量发生变化。所以，感应电流的产生条件可以归结为穿过线圈的磁通量发生变化。

为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。1831 年 11 月法拉第在所写的论文中把产生感应电流概括为五种情况：变化着的电流；变化着的磁场；运动的稳恒电流；运动的磁铁；在磁场中运动的导体。

练习一

1. 如图 4－6

   所示，在磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先用手把线圈撑开(图甲)，然后放开手，让线圈收缩(图乙)。线圈收缩时，其中是否有感应电流？为什么？

■ 图 4—6

1. 在图 4－7

   所示的匀强磁场中有一个线圈。保持线圈平面垂直于磁感线，当线圈在磁场中上下运动时，是否会在线圈中引起感应电流？当线圈在磁场中左右运动时，是否会在线圈中引起感应电流？为什么？

■

■

1. 如图 4－8 所示，线圈在匀强磁场中绕

   OO’轴转动时，线圈里是否有感应电流？为什么？

■ 图 4—8

1. 如图 4－9 所示，让闭合线圈由位置 1 通过一个匀强磁场运动到位置

   2。线圈在运动过程中，什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流？ 为什么？

■ 图 4—9

1. 矩形线圈 ABCD 位于通电直长导线附近(图

   4－10)，线圈跟导线同在一个平面内，且线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，线圈远离导线平动时，线圈中有没有感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电流I 逐渐增大或减小时，线圈中有没有感应电流？为什么？

■ 图 4—1

注意：I 越大，直线电流的磁场越强；离直导线越远，磁感强度 B 越小。

1. 把一个铜环放在匀强磁场中，使环的平面与磁场的方向垂直(图 4

－11 甲)。如果使环沿着磁场的方向移动，铜环中是否产生感应电流？为什么？如果磁场是不均匀的(图 4－11 乙)，是否产生感应电流？为什么？

■ 图 4—11