【知识点详解】
1. **电流的磁效应**:奥斯特实验揭示了电流周围存在磁场,即电流能够产生磁效应,这是电与磁之间联系的第一步。
2. **电磁感应现象**:法拉第发现了电磁感应定律,指出变化的磁场能够在闭合电路中产生电流,揭示了磁与电之间的动态转换关系。
3. **发电机原理**:发电机基于电磁感应原理工作,当导体在磁场中做切割磁感线的运动时,会在电路中产生感应电流。题中提到的法拉第发电机模型就是这一原理的应用。
4. **检测不合格线圈的方法**:当闭合的导线圈通过磁场时,如果线圈未闭合,内部产生的感应电动势无法形成电流回路,因此线圈会受到磁力的作用而相对传送带滑动。通过观察线圈间的距离变化,可以检测出未闭合的线圈。
5. **楞次定律**:当电流增大时,闭合金属圆环会因感应电流的楞次定律而产生相反的效果,以阻止磁通量的改变。在本题中,圆环可能会因感应电流而产生转动。
6. **感应电流的方向**:根据右手定则,磁场增加时,闭合环路内的感应电流方向与原磁场方向相反,因此在磁铁靠近金属环的过程中,感应电流沿逆时针方向。
7. **安培力与感应电流**:在磁场中的导体环,当电流变化时,环中会产生感应电流,这感应电流又会受到安培力的作用。根据题意,线框中感应电流的方向会随着外加电流的变化而变化,而安培力的合力方向取决于电流和磁场方向。
8. **电磁弹射**:当闭合开关的瞬间,线圈中的电流变化产生磁场,导致铝环感应出电流,根据楞次定律,铝环会受到向上的力,从而跳起。如果电源极性反转,感应电流方向也会反转,但现象依然相同。
9. **感应电流的产生条件**:只有当导体在磁场中做切割磁感线的运动或者磁场本身发生变化时,才会有感应电流产生。在本题中,只有当金属棒相对磁场运动时,才会产生感应电流。
10. **变化的磁场**:弹簧线圈收缩表明存在向上的感应电流,这意味着Q处的磁场在减小,因此所加磁场的磁感应强度在t1至t2期间是下降的。
以上内容详细解释了电磁感应现象的相关知识点,包括电流的磁效应、电磁感应的发现、发电机的工作原理、检测线圈闭合性的方法、楞次定律的应用、感应电流的方向判断以及变化磁场对感应电流的影响等。这些知识点是高中物理中电磁学部分的重要内容,对于理解和解决相关问题至关重要。