感應電流產生的條件

楊舒涵

【摘要】本文先對感應電流的基本概念進行簡述，然后在電路閉合和磁通量變化相關基礎上，對感應電流產生的條件進行詳細闡述。

【關鍵詞】感應電流;產生條件;高中物理

感應電流相關知識點是高中物理的重要部分，對這部分知識進行學習時，我們不但要對感應電流的相關概念進行了解，同時還需要對感應電流產生的環境與條件進行深入掌握，這樣才能夠全面地掌握感應電流相關的知識點。因此，本文對感應產生的條件進行深入分析有一定現實意義。

一、感應電流的基本概念

所謂感應電流，其是閉合回路在原磁場中產生的磁場阻礙原磁場磁通量發生變化的電流，這個電流就是感應電力。主要是指放在變化磁通量中導體閉合成一回路，這個電動勢會驅使電子流動，進而形成感應電流。簡單一點理解，在閉合回路一部分導體在磁場中進行切割磁感運動的時候，這個閉合回路中磁通量肯定會出現一定的變化，在閉合回路中就形成了感應電動勢，進而形成電流。在電路產生過程中有影響大小的因素，比如導向切割速度大小、導線切割速度方向、切割導線條數以及切割導線的有效長度等，這些都會對感應電流的大小有直接性影響。在對感應電流的方向就那些判斷的時候，可以使用右手定則方式，在實際操作過程中伸開右手，讓拇指和其他四個手指相互垂直，并且都和手掌處于同個平面中。在此過程中可以讓磁感線在手心進入，并且讓拇指指向導線運動方向。這個時候四個指頭所指出的方向即為感應電流的方向。線圈轉動與磁場方向都會對感應電流的方向形成一定的影響，在電磁學中，右手定則判斷主要是和力無關的方向。除此之外，還可以使用電流產生磁場方向阻礙原磁場的變化，然后再使用右手螺旋定則對電流在線圈中的方向進行判斷。

二、感應電流產生的條件

感應電流的產生有著其一定的條件，只要是穿過閉合電流的磁通量出現變化，則閉合電路中就會產生感應電流。所以，閉合電路一部分導體在磁感線中進行了切割磁感線運動，這其中產生的電流是感應電流，是一種比較片面的說法。導體不切割磁感線，也可以產生感應電流。在學習感應電流相關知識時，需要通過各種有效的方式對感應電流產生條件進行掌握。

（一）電路必須閉合

在高中物理教材中有和《楞次定律》相關的知識點，其中的問題和練習中有相關的例題：圖1中的AB都是鋁環，其中A是閉合的，且B是斷開的，其中的橫梁能夠繞中間的支點轉動。使用任何的磁鐵的任意一級去接觸A環，會出現什么現象。若將磁鐵在A環中移開，又會產生什么現象。將磁極接近和遠離B環的時候，又會產生什么樣的現象？請解釋與說明。

這就是我們都比較熟悉的楞次環實驗，在中學物理實驗過程中都需要使用這個裝置進行實驗。在這個實驗的分析過程中，我們能夠知道的是感應電流的產生必要條件是電路必須要閉合。在一些特殊情況下，電流不閉合也可以產生電流。但是我們都知道的是，在直流電流中，電路若是斷開的，則電路中不會有任何電流產生。不過也有一些特殊情況出現，比如在電路中串接有電容器時，即便是電建閉合，但是因為電容器兩極之間絕緣，所以整個回路依舊能夠當做斷開的狀態。并且在暫態之中，回路有可能存在充電與放電電流的現象。但是，在一般情況之下，我們并不會因為這個暫態過程而對電路斷開則電路中沒有電流的這個觀點進行否定。在圖1的這個實驗中也有類似的情況，再加上在電磁感應中，感應電流應該由感應電動勢產生，其中的大小滿足閉合電流歐姆定律，并不是所謂的類似電容量放電情況，所以這種現象不能夠當做電流閉合的特殊情況。從這方面來看就能夠知道的是，電路閉合是感應電流產生的必備條件，若是電路沒有閉合，則并不會產生感應電流。

（二）磁通量變化

針對于磁通量變化的條件，可以使用相應的實驗進行驗證，比如將一個矩形閉合導線框放置在勻強磁場中，保持線框平面始終和磁感線垂直，讓線框進行左右移動，如圖2所示，在此基礎上判斷線框是否有產生感應電流。若是線框做勻速運動，在兩端電荷不斷累積之下，其建設的電場對兩端ab兩邊自由電子作用會逐漸增大，一直到電場力增加到和洛倫茲力相平衡為止。在這過程中的持續時間十分短，dc邊也是如此。所以這個時候ab和dc邊不會有持續感應電流出現，但若是線框做變速運動，在原始問題中的左右運動就是這種情況。在這種時候ab、dc邊內自由電子受到的洛倫茲力會隨著速度的變化而改變，這樣就產生了持續感應電流。從這一個實驗上來看，可以知道的是磁通量的變化也是感應電流產生的必備條件，也就是說要想產生感應電路，則磁通量必須要發生變化。

三、結束語

感應電流的產生是高中物理中重要的知識點，在對感應電流的知識進行學習時，我們必須掌握的是感應電流產生時的條件。感應電流的產生需要線路閉合，并且磁通量要有一定的變化，除此之外還有切割磁感線運動。這些都是感應電流產生的條件，在學習中我們可以通過相關的實驗進行驗證。

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