分析:很多学生都认为圆环在下落过程中,越靠近磁铁,穿过圆环的磁通量越大,因此产生感应电流,受到安培力,所以机械能不守恒。但是只要认真画出圆环经过区域的磁感线的分布图,就可以很明显的看到以圆环轴线为中心,左边向上穿过圆环的磁感线和右边向下穿过圆环的磁感线数量一样多,总的磁通量是零。也就是说全过程中总磁通量始终是零,没有感应电流产生。答案应该是BC,而不是AD。
(2)磁通量是磁感应强度对某一面积的累积。磁通量的概念是与某一曲面或者某一曲线围成的面相关,某点或某条线的磁通量是没有意义的。对于一段导体棒切割磁感线运动时,导体棒本身不存在磁通量概念,但可以用这段导体棒扫过面积的磁通量来解释产生的感应电动势。
例如:1831年法拉第将一铜盘放在永久磁铁的两极之间从铜盘的轴心和边缘引出两根导线,转动铜盘时,两根导线上产生稳定电流。简化模型如图。
针对圆盘的运动及电流场分布,对法拉第圆盘的电路进行分析后,我们发现如果把圆盘的电流场简化为辐向电流场,法拉第圆盘应该可以用如下模型(图8)来替代。
当圆盘转动时,各辐条处于并联状态,取其中任意一根i,研究其回路,如图9所示,当圆盘转动时,i的位置也发生变化,其回路的磁通量也发生变化,所以必定有感应电流产生。
通过上面的阐述分析,我们知道解决有关磁通量问题的关键点是对于磁场及回路中产生感应电流条件的理解,所以在教学中要特别指出磁场与电场的区别,要强调回路中产生感应电流条件的绝对性,重视对电磁感应系统的回路的磁通量的分析,让学生充分理解磁通量这一概念,只有这样,才能在解决电磁感应问题时得心应手,不会出现偏差。
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