磁生电

　　磁生电，是指闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上会产生电流的现象。

　　产生的电流叫做感应电流。

　　磁生电现象是英国科学家法拉第发现的。发电机便是依据此原理制成。

发现和原理

　　电生磁是奥斯特发现的。原理：通电导体周围存在磁场。可以判定磁场方向和电流的关系。电磁感应

　　电和磁是不可分割的，它们始终交织在一起。简单地说，就是电生磁、磁生电。

电生磁

　　如果一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。磁场成圆形，围绕导线周围。磁场的方向可以根据“右手螺旋定则”（又称安培定则）(见图1)来确定：将右手拇指伸出，其余四指并拢弯向掌心。这时，四指的方向为磁场方向，而拇指的方向是电流方向。实际上，这种直导线产生的磁场类似于在导线周围放置了一圈NS极首尾相接的小磁铁的效果。

　　正电荷的流动给出的电流，跟负电荷的反方向流动给出的电流相同。因此，在测量电流时，流动的电荷的正负值通常可以忽略。根据常规，假设所有流动的电荷都具有正值，称这种流动为常规电流。常规电流代表电荷流动的净效应，不需顾虑到载子的电荷的正负号是什么。

　　在固态金属内，正电荷载子不能流动，只有电子流动。由于电子载有负电荷，在金属内的电子流动方向与常规电流的方向相反。

与磁场的关系

　　如果将一条长长的金属导线在一个空心筒上沿一个方向缠绕起来，形成的物体我们称为螺线管。如果使这个螺线管通电，那么会怎样？通电以后，螺线管的每一匝都会产生磁场，磁场的方向如图2中的圆形箭头所示。那么，在相邻的两匝之间的位置，由于磁场方向相反，总的磁场相抵消；而在螺线管内部和外部，每一匝线圈产生的磁场互相叠加起来，最终形成了如图2所示的磁场形状。也可以看出，在螺线管外部的磁场形状和一块磁铁产生的磁场形状是相同的。而螺线管内部的磁场刚好与外部的磁场组成闭合的磁力线。在图2中，螺线管表示成了上下两排圆，好像是把螺线管从中间切开来。上面的一排中有叉，表示电流从外面向荧光屏内部流进；下面的一排中有一个黑点，表示电流从荧光屏里面流出。

应用实例

　　电生磁的一个应用实例是实验室常用的电磁铁。为了进行某些科学实验，经常用到较强的恒定磁场，但只有普通的螺线管是不够的。为此，除了尽可能多地绕制线圈以外，还采用两个相对的螺线管靠近放置，使得它们的N、S极相对，这样两个线包直接就产生了一个较强的磁场。另外，还在线包中间放置纯铁（称为磁轭），以聚集磁力线，增强线包中间的磁场，对于一个很长的螺线管，其内部的磁场大小用下面的公式计算：H=nI

　　在这个公式中，I是流过螺线管的电流，n是单位长度内的螺线管圈数。

　　如果有两条通电的直导线相互靠近，会发生什么现象？我们首先假设两条导线的通电电流方向相反，图5(a)所示。那么，根据上面的说明，两条导线周围都产生圆形磁场，而且磁场的走向相反。在两条导线之间的位置会是什么情况呢？不难想象，在两条导线之间，磁场方向相同。这就好像在两条导线中间放置了两块磁铁，它们的N极和N极相对，S极和S极相对。由于同性相斥，这两条导线会产生排斥的力量。类似地，如果两条导线通过的电流方向相同，它们会互相吸引。

　　如果一条通电导线处于一个磁场中，由于导线也产生磁场，那么导线产生的磁场和原有磁场就会发生相互作用,使得导线受力。这就是电动机和喇叭的基本原理。

磁生电

　　磁生电是法拉第发现的。原理：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。

　　导体的两端接在电流表的两个接线柱上，组成闭合电路，当导体在磁场中向左或向右运动，切割磁力线时，电流表的指针就发生偏转，表明电路中产生了电流．这样产生的电流叫感应电流。我们知道，穿过某一面积的磁力线条数，叫做穿过这个面积的磁通量。当导体向左或向右做切割磁力线的运动时，闭合电路所包围的面积发生变化，因而穿过这个面积的磁通量也发生了变化。导体中产生感应电流的原因，可以归结为穿过闭合电路的磁通量发生了变化。可见，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。这就是产生感应电流的条件。感应电流的方向：导体向左或向右运动时，电流表指针的偏转方向不同，这表明感应电流的方向跟导体运动的方向有关系。如果保持导体运动的方向不变，而把两个磁极对调过来，即改变磁力线的方向，可以看到，感应电流的方向也改变。可见，感应电流的方向跟导体运动的方向和磁力线的方向都有关系．感应电流的方向可以用右手定则来判定：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁力线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动的方向，那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。

感应电流的产生

　　感应电流究竟是如何产生的呢？设均匀磁场的磁力线向下垂直于纸面，导体平放在纸面上，方向正南正北，移动方向为西方。（用右手定则判感应电流方向为南方）。当导体向西移动时，可视为导体中的电荷也向西移动，而电荷在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电荷运动方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电荷的运动方向（西方），那么，拇指所指的方向（南方），就是电荷在磁场中的受力方向。所以电流方向应是南方。

　　把线圈的两端接在电流表上，组成闭合电路．当向线圈中插入或拔出磁铁时，电流表的指针偏转，表明电路中产生了感应电流。这是因为向线圈中插入磁铁时，穿过线圈的磁通量增大，从线圈中拔出磁铁时，穿过线圈的磁通量减小。穿过线圈的磁通量发生了变化，因而产生了感应电流。向线圈中插入或拔出磁铁的过程可以等效为导体切割磁力线的过程。磁通量的变化只是产生感应电流的表层的原因，真正的原因还是线圈中的电荷受洛仑兹力运动。

知识要点

　　感应电流的条件

　　产生感应电流的条件是：①一部分导体在磁场中做切割磁感线运动．即导体在磁场中的运动方向和磁感线的方向不平行；②电路闭合．在磁场中做切割磁感线运动的导体两端产生感应电压，是一个电源．若电路闭合，电路中就会产生感应电流．若电路不闭合，电路两端有感应电压，但电路中没有感应电流．

　　感应电流的方向

　　导体中感应电流的方向，跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线（磁场）的方向有关．(1)磁感线（磁场）的方向不变，闭合电路中的一部分导体做切割磁感线的运动方向改变时，感应电流的方向也会发生改变；(2)导体切割磁感线的运动方向不变，磁感线的方向改变，导体中的感应电流方向也发生改变；(3)导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向都改变时，导体中的感应电流方向不变．

　　交流发电机原理

　　如图所示．放在磁场中的矩形线圈，两端各连一个铜环K和L，它们分别跟电刷A和B接触，并跟电流表组成闭合电路．让线圈在磁场中转动，由于ab边和cd边做切割磁感线的运动，电路中就有了感应电流．在线圈转动的前半周，线圈都从一个方向切割磁感线，因此电流方向从A经电流表到B不改变；在后半周，线圈从相反方向切割磁感线，电流方向和前半周相反，由B经电流表流向A．线圈继续转动，电流方向将周期性地重复上述变化．线圈在磁场里转动一周，电路中的感应电流的方向和大小就发生一个周期性变化．线圈在磁场中持续转动，线圈就向外部电路提供方向和大小都作周期性变化的交变电流．-

应用举例

　　动脑

　　地磁发电：将长约50m的铜芯双绞线做成5匝的长3米、宽2米的矩形线框，两端接在灵敏电流计上。两个同学面对面站立将线框拉开，形成一个长回路，脚踏着线框的一边，两位同学将另一边像甩跳绳那样以每秒4到5圈的频率摇线框，甚至可以找个同学在线框中跳绳。随着导线切割地磁场，回路中就有感生电流产生，电流计指针指示的电流最大值可达30mA，这就是利用地磁发电。请你说明这种发电的原理，怎样才能获得更大的电流呢?

　　答案：增大磁体体积使摇线框的频率加快或增加铜芯的匝数。

　　简要提示:

　　可以从提高每秒钟转动的次数和增加这两个方面来考虑,当然你通过自己的动手实验,看还有没有其他的因素,可一定要动手试一试哟.。

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