法拉第電磁感應定律

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通過前面的學習知道,閉合回路中的磁通量發生變化,回路中就會產生感應電流,既然產生了感應電流,回路中一定有電動勢,如果不是閉合回路,雖然沒有感應電流,但電動勢一定有,我們把在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢,可以產生電動勢是導體相當于電源。

右側產生電動勢的那部分導體相當于電源

感應電動勢:在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢。

感應電動勢產生的條件:只要穿過電路的磁通量發生變化。

那么,產生的感應電動勢大小與哪些因素有關呢?再說實驗中我們發現,導體切割磁感線的速度越快,產生的感應電流就越大,向線圈中插入的條形磁鐵速度越快,產生的感應電流也越大,這些實驗結果告訴我們,感應電動勢可能與磁通量的變化快慢有關系。

電磁感應定律

1、內容:閉合電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

2、公式表達:(E表示感應電動勢,其中n表示線圈的匝數,ΔΦ表示磁通量的變化量的絕對值,Δt表示時間)

3、感應電動勢的方向:根據楞次定律右手定則來判斷。

關于Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δtd的對比

導體切割磁感線時的感應電動勢

導體棒切割磁感線時,會產生感應電動勢,導體棒相當于電源。(如下圖的導體棒ab在切割磁感線時相當于電源)

設導體棒長度為L,垂直處在勻強磁場中,磁感應強度為B,導體棒切割磁感線的速度為V,產生的感應電動勢為多大?

導體切割磁感線時的感應電動勢推導過程:

如上圖所示,在時間Δt內回路中增大的面積S=LVΔt。

磁通量的變化量ΔΦ=BS=BLVΔt。

產生的感應電動勢E=ΔΦ/Δt=BLVΔt/Δt=BLV。

所以,導體棒切割磁感線產生的電動勢E=BLV注意:V是相對磁場的速度!

對公式E=BLV運用要注意的幾點

1、E=BLV是導體棒速度方向與磁場方向垂直的情況,如果導體棒速度方向與磁場方向不垂直,E=BLVsinθ(θ為V與磁感線方向的夾角)

2、導體棒的長度L為有效長度,如下圖半圓弧切割磁感線時,有效長度為半圓弧的直徑。


例題:

1、如下圖所示,線框面積為S,開始垂直處于磁感應強度為B的勻強磁場中,線框繞中心軸OO’以角速度ω旋轉,求轉過90°過程中,線框中產生的感應電動勢的大小。

分析:整個過程中ΔΦ=BS,Δt=π/2ω法拉第電磁感應定律

E=nΔΦ/Δt=2BSω/π

2、如下圖所示,導體棒長度為L,垂直于磁場以速度V運動,速度V與L之間的夾角為θ,磁感應強度為B,求導體棒產生的感應電動勢。

分析:由速度V與L之間的夾角為θ,感應電動勢大小E=BLVsinθ

高中物理知識點總結

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