方向应该是顺时针方向

实训与思考14

◆在图4-45a所示的电路中，直导体ab向左切割磁感线，电流方向在直导体上由____流向____；直导体ab向右切割磁感线，电流方向在直导体上由____流向____（填a或b）。

◆在图4-45b所示的电路中，将条形磁铁向下或插入线圈内，电流方向在线圈内由____流向____；将条形磁铁向上或拔出线圈，电流方向在线圈内由____流向____。

◆在图4-46中，用小线圈B接近或远离线圈A，你在电流表中观察到了什么情况？电流的大小____，电流的方向____。

图4-46 电磁感应实验

在图4-45a所示实验中，直导体ab向左或向右切割磁感线时，从电流表上看到感应电流的方向是不同的。同样，在图4-45b和图4-46所示的实验中，磁铁或小线圈B接近或远离线圈A时，感应电流的方向也是不同的。其实，图4-46所示正是人们获得感应电流的第三种途径，它用通电线圈B代替了图4-45b中的条形磁铁。实践证明，感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向，与磁通量的增减及线圈的绕向有关。为了方便判断感应电流的方向，人们总结出了一条比较直观的定则——右手定则，并抽象出一条普遍适用的规律——楞次定律。

1.右手定则

如图4-47所示，当闭合回路中一部分导体做切割磁感线的运动时，所产生的感应电流方向可用右手定则来判定：伸开右手，使拇指跟其余四个手指垂直，并都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动的方向，那么其余四指所指的方向即为感应电流的方向。

图4-47 右手定则

2.楞次定律

实训与思考15

◆按图4-48所示接好电路。

◆系统地进行图4-48a、b、c、d所示的实验，观察感应电流方向的变化。

图4-48 电磁感应实验

下面用图4-49来分析上述实验中产生的感应电流方向。

图4-49a：当把条形磁铁N极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量（Φ_原）增加，由实验可知，这时感应电流的磁场（Φ_感）方向跟磁铁的磁场（Φ_原）方向相反。

图4-49b：当把条形磁铁N极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量（Φ_原）减少，由实验可知，这时感应电流的磁场（Φ_感）方向跟磁铁的磁场（Φ_原）方向相同。

图4-49c：当把条形磁铁S极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量（Φ_原）增加，由实验可知，这时感应电流的磁场（Φ_感）方向跟磁铁的磁场（Φ_原）方向相反。

图4-49d：当把条形磁铁S极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量（Φ_原）减少，由实验可知，这时感应电流的磁场（Φ_感）方向跟磁铁的磁场（Φ_原）方向相同。(www.xing528.com)

图4-49 感应电流方向

由此可见：凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少。

俄国科学家楞次在1834年根据大量的实验结果，概括出了一条意义重大的结论，称为楞次定律。它的内容是：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

应用楞次定律判断感应电流方向的具体方法：首先根据楞次定律判断出感应电流磁场方向，然后根据安培定则（右手螺旋定则），即可判断出线圈中的感应电流方向，如图4-50所示。

图4-50 感应电流方向的判断

右手定则和楞次定律都可用来判断感应电流的方向，两种方法的本质是相同的，所得的结果也是一致的。右手定则适用于判断导体切割磁感线的情况，而楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律。

【例4-8】如图4-51所示为可左右移动的金属杆AB、金属框架abcd及电阻R₁和R₂所组成的电路，当金属杆AB沿导轨向右运动时，判定电路中产生的感应电流在电阻R₁和R₂上的方向。

解：用右手定则判定最为方便。

当金属杆AB沿导轨向右运动时，如图4-51所示伸出右手后，就可以直接判定，感应电流在金属杆上是从B流向A的，而电阻R₁和R₂上的电流是从上到下的流向。

【例4-9】如图4-52所示，AB是一个水平放置的螺线管，它和一个电池组及一个开关S串联，C和D是两个用绝缘线悬挂起来的金属环，两环的平面都和螺线管AB的轴线垂直。试分析说明，在接通电路的瞬间，两金属环上的电流方向及相对线圈的运动情况。在接通电路后又断开电路的瞬间，情况又如何？

图4-51 例4-8图

图4-52 例4-9图

解：1）分析金属环上的电流方向：当开关S接通瞬间，螺线管AB的磁通量是增加的，而且A端为螺线管AB磁场的N极。由楞次定律可知，金属环C上产生的感应磁场的N极在C环的右侧，所以金属环C上产生的感应电流方向，从右向左看应该是逆时针方向。同理，金属环D上产生的感应磁场的N极在D环的右侧，金属环D上产生的感应电流方向，从右向左看也是逆时针方向。

2）分析金属环相对螺线管的运动方向。由以上分析已经判定金属环C和D上产生的感应磁场的N极均在自身环的右侧，因此它们与螺线管均是同极相对，即都将背离螺线管运动。

3）分析断开电路的瞬间。

当开关S闭合使电路稳定以后，穿过金属环的磁通量也就稳定了，金属环上就无感应电流产生。

当开关S由闭合变为断开的瞬间，螺线管上的磁场方向不变，但磁通量在迅速减少，由楞次定律可知，两金属环上产生的感应磁场的N极均在自身环的左侧，因此两环上所产生的感应电流从右向左看应该是顺时针方向，而且都向着螺线管端面运动。