探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

陳鵬飛

經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開能源，人類發(fā)展也離不開能源，電的發(fā)現(xiàn)為人類提供了極大的便利，可以說人類離不開電.飲水思源.我們忘不了為發(fā)現(xiàn)和使用電作出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家——法拉第.法拉第發(fā)現(xiàn)了磁能生電——電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從此開辟了電氣化時(shí)代.那么，電是怎么產(chǎn)生的呢？這次三個(gè)小伙伴決定一起去探尋電的奧秘.

愛觀察的小研率先發(fā)表意見：“我看過這樣一個(gè)現(xiàn)象.如圖l所示，某小組的同學(xué)將較長的軟電線與靈敏電流計(jì)兩接線柱連接起來，站在地面上的東西方向的兩同學(xué)分別拿著電線的兩點(diǎn).當(dāng)他們像跳繩一樣在空中不停地?fù)u動(dòng)電線時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)：不搖動(dòng)電線時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn).由于地球是一個(gè)巨大的磁體，而磁體周圍有磁場(chǎng)，由此可以猜想，閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，可能會(huì)產(chǎn)生電流.”

“有道理！但是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中怎樣運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生電流呢？怎樣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電流會(huì)較大呢？不如我們準(zhǔn)備器材用實(shí)驗(yàn)來探究一下吧，”小理接著說道.

不甘示弱的小淘趕緊說：“我們應(yīng)該用一個(gè)電流表來檢驗(yàn)是否有電流產(chǎn)生，”

“為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，用靈敏電流計(jì)代替電流表效果會(huì)更好.”小研又補(bǔ)充道，

他們立刻來到實(shí)驗(yàn)室找出蹄形磁體、一段銅導(dǎo)體ab、靈敏電流計(jì)、開關(guān)、細(xì)線、導(dǎo)線連成了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路.根據(jù)自己的疑問和猜想進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，得到了如表1記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，急性子的小淘搶先對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)分析：“當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，無論導(dǎo)體在磁場(chǎng)中怎么運(yùn)動(dòng)，都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此可以得出閉合電路是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件之一.開關(guān)閉合時(shí)，當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線平行時(shí)，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流;當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線垂直或成銳角時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此可以得出導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生感應(yīng)電流的另一個(gè)條件.當(dāng)改變導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向或磁場(chǎng)方向時(shí)，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向也改變，說明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向有關(guān).”

小研補(bǔ)充道：“嗯，對(duì)，通過實(shí)驗(yàn)還可以知道，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向的夾角不同，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度不同，且成直角時(shí)較大，這說明其他條件相同，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大.”

站在一旁的老師對(duì)他們?nèi)齻€(gè)積極思考的表現(xiàn)感到很欣慰，笑著說：“你們的實(shí)驗(yàn)很成功，分析得到的結(jié)論也很準(zhǔn)確.現(xiàn)在對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該注意的問題作個(gè)總結(jié)吧.”

點(diǎn)拔

1.理解“做切割磁感線運(yùn)動(dòng)”要注意兩個(gè)方面，其一，所謂“切割磁感線”，類似于切菜，垂直地切割或斜著切割都可以，也就是說導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向一定與磁感線成一定的角度，而不能與磁感線平行.其二，“切割磁感線運(yùn)動(dòng)”指的是導(dǎo)體與磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)——磁體不運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體能切割磁感線;導(dǎo)體不動(dòng)磁體運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體也能切割磁感線，同樣能產(chǎn)生感應(yīng)電流.

2.感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向都有關(guān).當(dāng)其中一個(gè)方向改變時(shí)，感應(yīng)電流的方向?qū)㈦S之改變：若兩者方向同時(shí)改變，則感應(yīng)電流方向不變.