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法拉第电磁感应定律是什么?

更新时间:2024-04-13

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资源介绍

当穿过回路的磁通量发生变化时,回路中的感生电动势ε感的大小和穿过回路的磁通量变化率等成正比,即ε感=-△φ/△t 这就是法拉第电磁感应定律。
(2)说明

①当磁通量增加时,△φ/△t>0,这时ε感为负值,即感生电流产生的磁场和原磁场方向相向;当磁通量减少时,△φ/△t <0,这时ε感为正值,即感生电流产生的磁场和原磁场方向相同。

②中学阶段,物理量的大小和方向常常是分开讨论的。如ε感=△φ/△t仅反映了它的大小,其方向由楞次定律或右手定则来确定。

③感生电动势和磁通量的变化率成正比,不是和磁通量的多少成正比。例如,有一个线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈平面转到和磁场垂直,即线圈内磁通量达到最大时,它的变化率却最小,这时感生电动势为零。而当线圈转到和磁场平行,即穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率却达到最大,这时产生的感生电动势达到最大值。


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高中电磁感应电动势大小计算公式的推倒

一、运用法拉第电磁感应定律推导
法拉第电磁感应定律的内容是:导体回路中感应电动势的大小,跟穿过回路中所围面积的磁通量变化率成正比.如果在时间Δt内穿过回路所围面积的磁通量为Δφ,则感应电动势E=kΔφ/Δt
其中k为比例常数.如果上式各物理量都取国际单位,E的单位是伏特(V),φ的单位是韦伯(Wb),t的单位是秒(S),则k=1.
如图1所示,把矩形线圈abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感线垂直.设线框的可动部分ab的长度是L,以速度v向右运动,在Δt时间内由原来的位置ab移到a1b1,这时线框的面积变化量ΔS=LvΔt,穿过闭合电路的磁通量的变化量Δφ=BΔS=BlvΔt.代入公式 中,得到
E=BLv
二、从力的平衡角度推导
导体棒ab向右切割磁感线的过程中,产生感应电流,从微观的角度来看,电流是由电荷的定向移动形成的,闭合电路中的电流恒定时,沿ab棒运动的电荷,最终达到力的平衡状态,运动电荷所受的电场力等于在磁场中所受的洛仑兹力,即
E电q=Bqv
其中E电指电场强度,由电场强度和电势差与距离的关系E电= E/L,得
Eq/L= Bqv

所以

E=BLv

三、从做功和能的转化角度推导

能量守恒定律是一个普遍适用的定律,同样适用于电磁感应现象.当电路闭合时,感应电流做功,消耗机械能,产生的电能是从机械能转化而来的.如图1所示导体棒ab向右切割磁感线的过程中,必须克服安培力做功,做多少功就有多少机械能转化为电能.设可动导体棒由位置ab移到a1b1的过程中做匀速直线运动,运动时间为t,克服安培力做功为
W=F·S=BIL·Vt
产生的电能E电能为
E电能=I2(R+r)t
所以
BIL·Vt=I2(R+r)t

BLV=I(R+r)=E
同样有
E=BLv
注意:上面的公式是在B不变的前提下推导的,也就是B不变的情况下,上式才成立.gd9物理好资源网(原物理ok网)

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