【例7】 如图所示,水平面上有两根平行导轨,上面放两根金属棒a、b。当条形磁铁如图向下移动时(不到达导轨平面),a、b将如何移动?
【例8】如图所示,在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°的过程中,放在导轨右端附近的金属棒ab将如何移动?
解:无论条形磁铁的哪个极为N极,也无论是顺时针转动还是逆时针转动,在转动90°过程中,穿过闭合电路的磁通量总是增大
的(条形磁铁内、外的磁感线条数相同但方向相反,在线框所围面
积内的总磁通量和磁铁内部的磁感线方向相同且增大。而该位置闭
合电路所围面积越大,总磁通量越小,所以为阻碍磁通量增大金属
棒ab将向右移动。
【例9】如图所示,用丝线悬挂闭合金属环,悬于O点,虚线左边有匀强磁场,右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整
个空间都有向外的匀强磁场,会有这种现象吗?
解:只有左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时,由于磁通量发生
变化,环内一定会有感应电流产生,根据楞次定律将会阻碍相对运动,所以
摆动会很快停下来,这就是电磁阻尼现象。当然也可以用能量守恒来解释:既然有电流产生,就一定有一部分机械能向电能转化,最后电流通过导体转化为内能。若空间都有匀强磁场,穿过金属环的磁通量反而不变化了,因此不产生感应电流,因此也就不会阻碍相对运动,摆动就不会很快停下来。
四、电磁感应在实际生活中的应用例析 【例10】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。
铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在
一起,构成一个闭合电路。在拉开开关S的时候,弹簧k并不能立
即将衔铁D拉起,从而使触头C(连接工作电路)立即离开,过一
段时间后触头C才能离开;延时继电器就是这样得名的。试说明
这种继电器的工作原理。
【例11】如图是家庭用的“漏电保护器“的关键部分的原理图,
其中P是变压器铁芯,入户的两根电线”(火线和零线)采用双线绕
法,绕在铁芯一侧作为原线圈,然后再接入户内的用电器。Q是一个
脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出,它是串联在本图左边的火线和零线上,开关断开时,用户供电被切断),Q接在铁芯另一侧
副线圈的两端a、b之间,当a、b间没有电压时,Q使得脱扣开关闭合,当a、b间有电压时,脱扣开关即断开,使用户断电。
(1)用户正常用电时,a、b之间有没有电压?
(2)如果某人站在地面上,手误触火线而触电,脱扣开关是否会断开?为什么? 解析:(1) 用户正常用电时,a、b之间没有电压,因为双线绕成的初级线圈两根导线中的电流总是大小相等而方向相反的,穿过铁芯的磁通量总为0,副线圈中不会有感应电动势产生。
(2
)人站在地面上手误触火线,电流通过火线和人体而流向大地,不通过零线,这样
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