感应电流产生的条件

杨舒涵

【摘要】本文先对感应电流的基本概念进行简述，然后在电路闭合和磁通量变化相关基础上，对感应电流产生的条件进行详细阐述。

【关键词】感应电流;产生条件;高中物理

感应电流相关知识点是高中物理的重要部分，对这部分知识进行学习时，我们不但要对感应电流的相关概念进行了解，同时还需要对感应电流产生的环境与条件进行深入掌握，这样才能够全面地掌握感应电流相关的知识点。因此，本文对感应产生的条件进行深入分析有一定现实意义。

一、感应电流的基本概念

所谓感应电流，其是闭合回路在原磁场中产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流，这个电流就是感应电力。主要是指放在变化磁通量中导体闭合成一回路，这个电动势会驱使电子流动，进而形成感应电流。简单一点理解，在闭合回路一部分导体在磁场中进行切割磁感运动的时候，这个闭合回路中磁通量肯定会出现一定的变化，在闭合回路中就形成了感应电动势，进而形成电流。在电路产生过程中有影响大小的因素，比如导向切割速度大小、导线切割速度方向、切割导线条数以及切割导线的有效长度等，这些都会对感应电流的大小有直接性影响。在对感应电流的方向就那些判断的时候，可以使用右手定则方式，在实际操作过程中伸开右手，让拇指和其他四个手指相互垂直，并且都和手掌处于同个平面中。在此过程中可以让磁感线在手心进入，并且让拇指指向导线运动方向。这个时候四个指头所指出的方向即为感应电流的方向。线圈转动与磁场方向都会对感应电流的方向形成一定的影响，在电磁学中，右手定则判断主要是和力无关的方向。除此之外，还可以使用电流产生磁场方向阻碍原磁场的变化，然后再使用右手螺旋定则对电流在线圈中的方向进行判断。

二、感应电流产生的条件

感应电流的产生有着其一定的条件，只要是穿过闭合电流的磁通量出现变化，则闭合电路中就会产生感应电流。所以，闭合电路一部分导体在磁感线中进行了切割磁感线运动，这其中产生的电流是感应电流，是一种比较片面的说法。导体不切割磁感线，也可以产生感应电流。在学习感应电流相关知识时，需要通过各种有效的方式对感应电流产生条件进行掌握。

（一）电路必须闭合

在高中物理教材中有和《楞次定律》相关的知识点，其中的问题和练习中有相关的例题：图1中的AB都是铝环，其中A是闭合的，且B是断开的，其中的横梁能够绕中间的支点转动。使用任何的磁铁的任意一级去接触A环，会出现什么现象。若将磁铁在A环中移开，又会产生什么现象。将磁极接近和远离B环的时候，又会产生什么样的现象？请解释与说明。

这就是我们都比较熟悉的楞次环实验，在中学物理实验过程中都需要使用这个装置进行实验。在这个实验的分析过程中，我们能够知道的是感应电流的产生必要条件是电路必须要闭合。在一些特殊情况下，电流不闭合也可以产生电流。但是我们都知道的是，在直流电流中，电路若是断开的，则电路中不会有任何电流产生。不过也有一些特殊情况出现，比如在电路中串接有电容器时，即便是電建闭合，但是因为电容器两极之间绝缘，所以整个回路依旧能够当做断开的状态。并且在暂态之中，回路有可能存在充电与放电电流的现象。但是，在一般情况之下，我们并不会因为这个暂态过程而对电路断开则电路中没有电流的这个观点进行否定。在图1的这个实验中也有类似的情况，再加上在电磁感应中，感应电流应该由感应电动势产生，其中的大小满足闭合电流欧姆定律，并不是所谓的类似电容量放电情况，所以这种现象不能够当做电流闭合的特殊情况。从这方面来看就能够知道的是，电路闭合是感应电流产生的必备条件，若是电路没有闭合，则并不会产生感应电流。

（二）磁通量变化

针对于磁通量变化的条件，可以使用相应的实验进行验证，比如将一个矩形闭合导线框放置在匀强磁场中，保持线框平面始终和磁感线垂直，让线框进行左右移动，如图2所示，在此基础上判断线框是否有产生感应电流。若是线框做匀速运动，在两端电荷不断累积之下，其建设的电场对两端ab两边自由电子作用会逐渐增大，一直到电场力增加到和洛伦兹力相平衡为止。在这过程中的持续时间十分短，dc边也是如此。所以这个时候ab和dc边不会有持续感应电流出现，但若是线框做变速运动，在原始问题中的左右运动就是这种情况。在这种时候ab、dc边内自由电子受到的洛伦兹力会随着速度的变化而改变，这样就产生了持续感应电流。从这一个实验上来看，可以知道的是磁通量的变化也是感应电流产生的必备条件，也就是说要想产生感应电路，则磁通量必须要发生变化。

三、结束语

感应电流的产生是高中物理中重要的知识点，在对感应电流的知识进行学习时，我们必须掌握的是感应电流产生时的条件。感应电流的产生需要线路闭合，并且磁通量要有一定的变化，除此之外还有切割磁感线运动。这些都是感应电流产生的条件，在学习中我们可以通过相关的实验进行验证。

参考文献：

[1]徐文杰.谈谈感应电流的产生条件[J].中学物理，2015，33（7）：44-45.

[2]姜志超.高中物理实验——楞次定律及其相关同质实验研究[J].中学物理，2016，34（23）：52-53.

[3]陈报南.物理核心素养导向的“探究感应电流的产生条件”教学研究[J].物理教学，2017（9）：16-19.