【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第四章電磁感應(yīng)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳；電荷的單位靜庫（1庫倫=3×10?靜庫）；電勢的單位靜伏等于300伏特。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等，但如今是不允許的，力是不能使用質(zhì)量單位的?！?/span>

本章提要

1、產(chǎn)生感生電動勢和感生電流的條件

????????導(dǎo)體在磁場里切割磁力線時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部就要產(chǎn)生感生電動勢，如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分，那么就有感生電流產(chǎn)生。或者當(dāng)通過線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈里就要產(chǎn)生感生電動勢，如果電路是閉合的，電路中就有感生電流產(chǎn)生。

2、感生電流的方向

????????可由右手法則與楞次定律來確定。

(1)右手法則

????????伸出右手，把手掌攤平，讓拇指和其余四指垂直并同處在一個(gè)平面上；把伸開的右手放入磁場中，使掌心對著磁力線的來向，如果拇指指著切割運(yùn)動的方向，那么四指就指著感生電流的方向（而所獲得的感生電流使切割導(dǎo)體受到一個(gè)阻礙切割運(yùn)動的磁場力的作用）

(2)楞次定律

????????楞次定律是確定感生電流方向的普遍適用的規(guī)律，它的內(nèi)容是：感生電流的磁場總在阻礙原來的磁場發(fā)生變化。

注意：

????????①具有感生電動勢的導(dǎo)體，可以被看成是一個(gè)電源的內(nèi)電路，感生電流從電勢較高的一端流出，相當(dāng)于電池的正極，從電勢較低的一端流入，相當(dāng)于電池的負(fù)極。

????????②電磁感應(yīng)現(xiàn)象是完全符合能量守恒定律的。

3、感生電動勢的大小

(1)當(dāng)導(dǎo)線在磁場中切割磁力線時(shí)，導(dǎo)線中所產(chǎn)生的感生電動勢的大小跟導(dǎo)線在單位時(shí)間內(nèi)切割磁力線的條數(shù)成正比。即? 。

????????式中的 v 如果是即時(shí)速度，則所得的結(jié)果是即時(shí)感生電動勢；如果是平均速度，則所得的結(jié)果是平均感生電動勢。比例常數(shù)確定為 10?? 時(shí)，各量的單位必須是：E 用伏特，H 用奧斯特，v 用厘米/秒，L 用厘米。當(dāng) θ＝0° 時(shí)，sinθ＝0，E＝0。

(2)當(dāng)穿過閉合線路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線路里的感生電動勢的大小跟穿過閉合線路的磁通量變化率成正比。? 。

????????這個(gè)式子叫做法拉第電磁感應(yīng)定律，求得的是平均感生電動勢。

4、自感現(xiàn)象

????????自感現(xiàn)象是導(dǎo)體由于本身的電流變化而發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

(1)自感電動勢的大小與通過線圈的電流強(qiáng)度的變化率成正比：，式中 L 是自感系數(shù)，單位是亨利（1 亨利＝1 伏特·秒/安培）。

(2)自感電動勢的方向遵守楞次定律，總在阻礙原電流的變化。

(3)在自感電路里，電流逐漸增強(qiáng)的過程就是周圍磁場的建立過程，電流逐漸減弱的過程就是周圍磁場的消失過程。

復(fù)習(xí)題四

1、把一根通電直導(dǎo)線垂直于磁場方向放入勻強(qiáng)磁場中，它的運(yùn)動方向如附圖(a)所示，試判斷這根導(dǎo)線中的電流方向。如果一根直導(dǎo)線（它是閉合電路的一部分）由于切割磁力線而產(chǎn)生電流，電流方向如附圖(b)所示，試判斷導(dǎo)線的運(yùn)動方向。在以上兩種情況中哪一種應(yīng)該用左手定則來判斷，哪一種應(yīng)該用右手定則來判斷？為什么？【用左手定則，向讀者；右手定則，向左運(yùn)動】

2、如附圖所示，問當(dāng)條形磁鐵插入線圈 L? 時(shí)和從線圈 L? 中取出時(shí)，磁針Ⅰ和Ⅱ的 N 極要怎樣偏轉(zhuǎn)？【插入時(shí)，磁針(Ⅰ)N極向讀者而來，磁針(Ⅱ)N極背讀者而去】

3、如附圖所示，問在 K 閉合的瞬時(shí)、閉合以后和斷開的瞬時(shí)，安培計(jì)、燈泡和磁針都將發(fā)生什么變化？為什么？如果 K 接通后，改變電阻 R 的大小，安培計(jì)、燈泡和磁針又將發(fā)生什么變化？

4、有兩個(gè)閉合電路 A 和 B，線圈匝數(shù)相同，通過 A 的磁力線在 3 秒鐘內(nèi)減少了 60,000 條，通過 B 的磁力線在 5 秒鐘內(nèi)增加了 80,000 條，問兩電路中的感生電動勢是否相同？哪個(gè)大？為什么？【不相同，A電路中的感生電動勢較大，因?yàn)樵趩挝粫r(shí)間內(nèi)穿過A線圈的磁力線條數(shù)的變化比較大】

5、在一勻強(qiáng)磁場內(nèi)有一個(gè) 30 匝的線圈，它在 0.01 秒內(nèi)從垂直磁力線的位置轉(zhuǎn)到平行于磁力線的位置，已知磁場強(qiáng)度為 0.6 奧斯特，線圈的半徑為 5 厘米，線圈的電阻為 1.2 歐姆，求它的平均感生電動勢和感生電流?！?.413×10?3伏特，1.18×10?3安培】

6、如附圖所示，一水平的勻強(qiáng)磁場，磁力線的方向指向讀者，在垂直于磁場的豎直面內(nèi)放一矩形金屬框，框的一邊 AB 可緊靠著框架無摩擦地上下滑動（滑動時(shí) AB 仍保持水平），(1)試在圖中畫出 AB 邊下落時(shí)框中的電流的方向，(2)如果 AB 邊勻速下落，試用下列數(shù)據(jù)，求出下落的速度：AB 邊的質(zhì)量 m＝0.2克，長度 l＝10厘米，AB 邊的電阻 R＝0.2 歐姆（框的其他三邊的電阻忽略），磁場強(qiáng)度 H＝1000 奧斯特，重力加速度 f＝10米/秒2，空氣阻力不計(jì)?！?2)400厘米/秒】

7、附圖中所示的 A 和 B 各是一個(gè)輕的鋁環(huán)，其中 A 是閉合的，B 是斷開的，它們被支持在共同的重心上。如果用磁鐵的任一極來接近 A 環(huán)，可以發(fā)現(xiàn) A 環(huán)被磁鐵推開；如果把磁極從 A 環(huán)移開，又可以發(fā)現(xiàn) A 環(huán)被磁鐵吸引。但是磁極移近或遠(yuǎn)離 B 環(huán)時(shí)，B 環(huán)卻始終不動，試解釋所觀察到的現(xiàn)象。

8、在磁場強(qiáng)度 H＝5000 奧斯特的勻磁場里，有一長 15 厘米的導(dǎo)線，以 20 厘米/秒的速度，沿著與磁力線垂直的方向運(yùn)動。求感生電動勢。若運(yùn)動方向與磁力線方向成 60° 角，那末產(chǎn)生的感生電動勢又該是多大？【0.015伏特，0.013伏特】

9、如圖4·13所示，當(dāng)接通電路時(shí)，自感電動勢能否大于電路中原來的電壓？當(dāng)切斷電路時(shí)呢？為什么？

10、如附圖所示，L 是具有鐵心的自感線圈，C 是氖管，K 是手搖斷續(xù)器。轉(zhuǎn)動手搖斷續(xù)器，氖管就發(fā)光，斷續(xù)器不動時(shí)，氖管并不發(fā)光怎樣解釋這個(gè)現(xiàn)象。