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对一道电磁感应题目的再分析
在《教材完全解读》高二物理下册这一本参考书的98页,有一例题,[考题五]:如图一所示,当条形磁铁突然向一铜环运动时,铜环的运动情况是( )
A、向右摆动 B、向左摆动 C、静止 D、不能确定
这一题的思路很简单,就是利用楞次定律就可以解决,答案是A。但如果我们深究下去,辟如,当磁铁继续运动,直至穿过铜环,情况又会怎样?
这时,问题相对来主进,复杂一点。在解题过程中用到磁感线的三个特点:1、磁感线是闭合曲线。2、磁通量有正负之分。3、对于一个确定的面来讲,穿过的磁感线越多,磁通量越大。
由于条形磁铁附近的磁感线分布规律是离磁铁近,磁感线密,反之则疏,所以当条形磁铁向铜环运动时,穿过此铜环的磁感线越来越多,即磁通量越来越大,见图二,据楞次定律,我们可以得到,铜环应向右摆动。
当磁铁离铜环一定距离之外时,穿过铜环的磁感线是单向的,但当磁铁运动离铜环靠近时,由于磁感线是闭合曲线,所以穿过铜环的磁感线会从左面穿进,而从右面穿回来,见图三,,此时,在铜环内。见图四,我们会发现,当磁铁离环越近时,磁感线越密,即变大,但不变,所以变小,即变小,因此,据楞次定律,我们可以得到,铜环向右摆动。
磁铁一直运动,直到磁铁中部达到铜环,见图五,此时最小。接下去,磁铁继续运动直至完全穿过,并远离铜环,同样道理,我们可以得到,一直增大,所以铜环仍旧向右摆动。
我们再次回到[考题五],对于此题,无论加一条件:“磁铁没有穿过铜环”,还是不加这一条件,我们都能得到答案A。
思考:铜环中的电流方向如何变化?
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