电磁感应现象的重要应用,就是利用它制造发电机,图1给出了交流发电机的模型.当线圈转动时,由于ab边和cd边做切割磁力线运动,线圈中就产生感应电流.
虽然上述结论是正确的,但是不是矩形线圈在磁场中转动就一定会产生感应电流呢?其实,产生感应电流是与在什么样磁场中、什么样线圈、绕着那个轴、怎样转动等多个因素有关.有的同学片面得出“短形线圈在磁场中转动,就产生感应电流”的结论,显然是不正确的.下面通过几个例子来讨论、研究这个问题.
例一如图2,当线圈abcd在小磁场中绕垂直于线圈平面的任一轴(如O轴)转动时,线圈各边都仅“擦”过磁力线而不切割,所以线圈中不产生感应电流.
例二如图3,当线圈abcd,在磁场中绕OO′轴转动时,因为ab和cd边不切割磁力线,而bc和ad两边虽然切割,但两边关于OO′轴上下对称,运动方向相反,在每条边两端都不产生感应电压,所以整个闭合电路中就不会有感应电流.
例三如图4,当线圈abcd绕垂直于线圈平面的O轴转动时,尽管各边都做切割磁力线的运动,但各对边切割磁力线情况完全相同,它们产生的效果相互抵消,因而线圈中没有感应电流产生.同样,当线圈绕平行于O轴的其它轴转动时,也不会有感应电流.
上述分析讨论,只适用于初中物理电磁部分的教学中,以便从中能引起教师的注意.
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