【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(huì)”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(shí)，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(huì)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(shì)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>

§4-1感生電流的獲得

【01】自從丹麥物理學(xué)家奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁場(chǎng)之后，人們提出了一個(gè)新的問題：能不能利用磁場(chǎng)來獲得電流呢？經(jīng)過了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究之后，英國的物理學(xué)家法拉第終于在1831年作出了肯定的答復(fù)：利用導(dǎo)體在磁場(chǎng)里作適當(dāng)?shù)南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)可以獲得電流。

【02】利用磁場(chǎng)獲得電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所獲得的電流叫做感生電流，形成感生電流的電動(dòng)勢(shì)叫做感生電動(dòng)勢(shì)。

【03】電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)上的重大成就之一，它為發(fā)電機(jī)的制造奠定了理論基礎(chǔ)，也為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的電氣化創(chuàng)造了條件。

【04】在這一章里，我們將要著重地討論獲得感生電流的方法、感生電流的方向和感生電動(dòng)勢(shì)的大小，并適當(dāng)討論自感現(xiàn)象。

【05】利用磁場(chǎng)獲得感生電流的方法，人們?yōu)榉奖闫鹨?，把它分成兩大類?，F(xiàn)在分別敘述如下。

【06】(1)圖4·1里的 N 和 S 是強(qiáng)磁鐵的兩個(gè)磁極，它們之間的磁力線從 N 指向 S。ABG 是一個(gè)閉合線路，C 是一個(gè)靈敏電流計(jì)，AB 是閉合線路里的一段導(dǎo)線。電流計(jì)的指針有無偏轉(zhuǎn)表示線路中有無感生電流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出：

【07】(ⅰ)當(dāng)導(dǎo)線 AB 和磁場(chǎng)相對(duì)靜止時(shí)，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)，即表明線路里沒有感生電流。

【08】(ⅱ)當(dāng)導(dǎo)線 AB 沿磁力線的方向和磁場(chǎng)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針也不偏轉(zhuǎn)，即線路里也沒有感生電流。

【09】(ⅲ)只有當(dāng)導(dǎo)線 AB 在不平行于磁力線的方向和磁場(chǎng)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)。這表明線路里有了感生電流。

【10】在上述三種情況中，當(dāng)導(dǎo)線 AB 在不平行于磁力線的方向和磁場(chǎng)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，AB 是在切割磁力線；當(dāng)導(dǎo)線 AB 和磁場(chǎng)相對(duì)靜止，或在平行于磁力線的方向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，AB 都不切割磁力線。所以，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以作出這樣一個(gè)結(jié)論：當(dāng)閉合線路的一部分導(dǎo)線在磁場(chǎng)中作切割磁力線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路里就有感生電流產(chǎn)生。

【11】人們認(rèn)為這是獲得感生電流的一種方法，并稱它為切割磁力線法。

【12】(2)圖4·2里的 AB 是一個(gè)導(dǎo)線圈，G 是連接在導(dǎo)線圈兩端的電流計(jì)，ABG 組成一個(gè)閉合線路。NS 是一根永磁棒，也可以是一個(gè)電磁鐵，或一個(gè)通電螺線管。實(shí)驗(yàn)指出：當(dāng)磁棒插入導(dǎo)線圈中或從導(dǎo)線圈中拔出時(shí)，即它們作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針有偏轉(zhuǎn)，這就表明線路里存在感生電流。

【13】圖4·3里的 R 是一個(gè)軟鐵環(huán)；P 是一個(gè)接有電源的導(dǎo)線圈，叫做原線圈，S 是一個(gè)不接電源的導(dǎo)線圈，叫做副線圈；P 和 S 都繞在軟鐵環(huán) R 上。在原線圈的電路里，除了包含有電源之外，還串聯(lián)著電鍵 K 和變阻器 H? 。在副線圈的電路里，則串聯(lián)一個(gè)電流計(jì) G，電鍵可以用來接通或斷開原線圈電路，變阻器可以用來增減原線圈里的電流強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)指出：當(dāng)原線圈里的電流強(qiáng)度發(fā)生變化（包括接通電路、斷開電路和改變變阻器的電阻）時(shí)，副線圈里有感生電流產(chǎn)生；當(dāng)原線圈里的電流強(qiáng)度恒定不變時(shí)，副線圈里沒有感生電流。

【14】我們已經(jīng)了解，在磁體和通電螺線管的周圍都有磁場(chǎng)存在。當(dāng)磁體 NS（如圖4·2所示）移近或移遠(yuǎn)導(dǎo)線圈 AB 時(shí)，通過導(dǎo)線圈的磁通量（即磁力線數(shù)）要發(fā)生變化（增加或減少）。當(dāng)原線圈 P（如圖4·3所示）里的電流強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，它周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度也就要發(fā)生變化，因此通過副線圈 B 的磁通量也要發(fā)生變化。綜上所述，我們可以把實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸結(jié)為：當(dāng)穿過閉合線路里的磁通量（即磁力線條數(shù)）在變化（增或減）時(shí)，線路里就有感生電流產(chǎn)生。

【15】人們認(rèn)為這是獲得感生電流的另一種方法，并稱它為增減磁通量法。

【16】切割磁力線法和增減磁通量法，從表面上看，好象并不一樣，但是在實(shí)質(zhì)上它們是一致的。拿圖4·1中所示的 AB 導(dǎo)線來說，當(dāng)它向后運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)，穿過 ABG 這一閉合線路的磁通量在增加；當(dāng)它向前運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)，穿過 ABG 這一閉合線路的磁通量在減少；因此，切割磁力線的結(jié)果實(shí)際上是在增減穿過閉合線路的磁通量。

【17】切割磁力線和增減磁通量是同一種變化的兩種說法。當(dāng)我們對(duì)局部線路的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行觀察研究時(shí)，常用前二種說法，當(dāng)我們對(duì)整個(gè)線路的變化情況進(jìn)行觀察研究時(shí)，常用后一種說法。至于在具體情況中到底應(yīng)用哪一種說法較好，還要看哪一種說法更能聯(lián)系已知情況來決定。