Question

电磁感应定律感应电动势正方向判断方法

Answer 1

电动势的产生是由于磁通量的变化而引起的，有的时候切割磁感线也可能不产生感应电动势，
判断产生与否主要由以下几个方法
⒈
感应电流的产生条件和方向判定是高考命题频率较高的内容，特别要注意楞次定律的应用。“阻碍”两字是楞次定律的核心，它的含义可推广为三种表达方式：
⑴
阻碍原磁通量的变化（简化为“增反减同”原则）；
⑵
阻碍导体的相对运动（简化为“来拒去留”原则）；
⑶
阻碍原电流变化（自感现象）。
⒉
法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心内容，也是高考热点之一。该定理定量地给出了感应电动势的计算公式
，概括了感应电动势大小与穿过回路的磁通量变化率成正比这一规律。
⑴
根据不同情况，
可表达成
、
和
几种情况。
⑵
注意磁通量φ、磁通量的变化δφ、磁通量的变化率
三者区别。
⑶
注意
和ε=blv的区别和联系。后者的v可以取平均速度，也可以取瞬时速度。
⒊
电磁感应的应用一般是二个方面：
⑴
电磁感应和电路规律的综合应用。
主要将感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体等效于内电阻，其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用。
⑵
电磁感应和力学规律的综合应用。
此类问题特别注意动态分析。
如图所示，用恒力拉动放在磁场中光滑框架上的
导体时，导体因切割磁感线产生感应电流，并受到安培力f的阻碍作用。其关系可表示如下：
设导体的质量为m，框架回路电阻r不变，其运动方程为
；
即
.
可见，随着切割速度v的增加，导体的加速度a减少。当a=0时，速度达到最大值，v=vmax，这就是导体作匀速运动时的速度v匀=fr/b2l2。
在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解焦耳热问题，而且具体过程中感应电流是变量，安培力也是变量，但是从能量守恒观点来看，安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，只要弄清能量的转化途径，用能量守恒处理问题可以省去许多细节，解题简捷、方便。
[考题例析]
例题
如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。此时adeb构成一个边长为l的正方形。棒的电阻为r，其余部分电阻不计。开始时磁感强度为b。
⑴
若t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k同时保持棒静止。求棒中的感应电流。在图上标出感应电流的方向。
⑵
在上述
⑴
情况中，始终保持棒静止，当t=t1s末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？
⑶
若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出b与t的关系式）？
解析
⑴
由于磁场的磁感强度均匀增加，且
，在边长l的正方形线框中产生感应电动势和感应电流。据法拉第电磁感应定律
。由闭合电路欧姆定律
。据楞次定律可判断线框中感应电流为逆时针方向。
⑵
在
末棒ab仍静止，它受力情况为
，而此时刻
，则
，
。
⑶
当棒中不产生感应电流即
时，据法拉第电磁感应定律
，而δt≠0，所以δφ=0，即回路内总磁通量
保持不变，而在t时刻的磁通量
。故
。
说明
本例是2000年上海高考题。它从b0增加和减少两个方向设置问题。题目不难，概念性强，比较新颖，是考查电磁感应规律的一道好题。

Answer 2

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的方向。
电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。
感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝