电流能够产生磁场，那么反过来，磁场能否产生电流呢？英国科学家法拉第于1831年用实验回答了这一问题：在一定条件下，磁场是可以产生电流的。这里的“一定条件”可归纳为一个字：变。所谓的变，包括两种情况，一种是导体切割磁感线运动，另一种是穿过线圈内的磁通发生变化。一般把由于磁通变化而在导体或线圈中产生电动势的现象称为电磁感应。

下面通过两个实验介绍电磁感应的现象及其规律。

1.电磁感应现象

（1）直导体切割磁感线产生感应电动势。在图2-2-5所示的均匀磁场中放置一根直导体，导体两端通过一个灵敏检流计接成闭合回路。当直导体在磁场中静止不动，或者沿着磁感线方向上下运动时，检流计指针不动，说明回路中没有电流产生；当直导体沿着与磁感线垂直方向向左或向右做切割磁感线运动时，检流计指针发生偏转，并且两种情况下检流计指针偏转方向相反，说明回路中有电流产生，也说明回路中有电动势存在。

图2-2-5　直导体切割磁感线

（2）穿过线圈的磁通发生变化产生感应电动势。如图2-2-6所示，在线圈的两端也通过一个灵敏检流计接成闭合回路。当把条形磁铁放入线圈中并且与线圈相对静止时，检流计指针不动，说明回路中没有电流产生；当把条形磁铁迅速插入或拔出线圈时，检流计指针发生偏转，并且两种情况下偏转方向相反，这说明回路中有电流，也说明回路中有电动势存在。

图2-2-6　穿过线圈的磁通发生变化小问题

（a）磁铁插入时，电流表指针向右偏转；（b）磁铁拔出时，电流表指针向左偏转

分析以上实验可以看出，当直导体相对于磁场运动而切割磁感线，或者穿过线圈的磁通发生变化时，在直导体或线圈中都会产生电动势，若直导体或线圈构成闭合回路，则直导体或线圈会产生电流。这种由于磁通变化而在直导体或线圈中产生电动势的现象称为电磁感应。由电磁感应产生的电动势称为感应电动势，用e表示；由感应电动势产生的电流称为感应电流，用i表示。

2.直导体切割磁感线产生感应电动势

1）感应电动势大小的计算

如图2-2-7所示，直导体切割磁感线产生的感应电动势e的大小，与直导体的长度l、导体切割磁感线的速度，以及磁感应强度B有关，计算公式为

e=lvB

式中　l——直导体的长度，m；

v——导体切割磁感线的速度，m/s；

B——磁感应强度，T；

e——感应电动势，V。

图2-2-7　右手定则(www.daowen.com)

2）感应电动势方向的判定

直导体切割磁感线产生的感应电动势的方向可用右手定则判定：伸出右手，使大拇指与其余四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向代表导体运动的方向，则四指指向就是感应电动势的方向，也就是感应电流的方向，如图2-2-7所示。

3.穿过线圈的磁通发生变化产生感应电动势

1）感应电动势大小的计算

当穿过线圈回路的磁通发生变化时，产生感应电动势的大小，可根据法拉第电磁感应定律进行计算。

如图2-2-6所示，如果改变条形磁铁插入或拔出线圈的速度，就会发现，磁铁运动速度越快，也就是说磁通变化越快，检流计指针偏转角度越大。法拉第电磁感应定律指出：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。如果线圈的匝数为N，则感应电动势的大小为

式中　ΦΔ——磁通的变化量，Wb；

Δt ——磁通变化ΔΦ所需要的时间，s；

e——在tΔ时间内感应电动势的平均值，V。

2）感应电动势方向的判定

俄国物理学家楞次于1833年提出了著名的楞次定律。楞次定律主要用于判定由于磁通变化而引起的感应电动势的方向，其内容是：感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。

使用楞次定律的步骤如下：

（1）首先确定原磁通的方向以及原磁通的变化趋势；

（2）根据楞次定律判定感应电流产生的磁通方向；

（3）根据感应电流产生的磁通方向，应用安培定则（右手螺旋定则）判定感应电流的方向；

（4）根据感应电流的方向，确定感应电动势的方向。