内容正文:
第二章 电磁感应
第2节 法拉第电磁感应定律
一、电磁感应定律
1.感应电动势
(1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
(2)在电磁感应现象中,只要闭合回路中有感应电流,这个回路就一定有感应电动势;回路断开时,虽然没有感应电流,但感应电动势依然存在.
2.法拉第电磁感应定律
(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.
(2)公式:E=eq \f(ΔΦ,Δt).若闭合导体回路是一个匝数为n的线圈,则E=neq \f(ΔΦ,Δt).
①若ΔΦ仅由磁场变化引起,则表达式可写为E=neq \f(ΔB,Δt)S.
②若ΔΦ仅由回路的面积变化引起,则表达式可写为E=nBeq \f(ΔS,Δt).
3、Φ、ΔΦ、eq \f(ΔΦ,Δt)的比较
磁通量Φ
磁通量的变化量ΔΦ
磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)
物理
意义
某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数
在某一过程中穿过某个面的磁通量的变化量
穿过某个面的磁通量变化的快慢
大小
计算
Φ=BS⊥
ΔΦ=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Φ2-Φ1,B·ΔS,S·ΔB))
eq \f(ΔΦ,Δt)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\f(|Φ2-Φ1|,Δt),B·\f(ΔS,Δt),\f(ΔB,Δt)·S))
注意
穿过某个面有方向相反的磁场时,则不能直接应用Φ=B·S.应考虑相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量
开始和转过180°时,平面都与磁场垂直,但穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,ΔΦ=2B·S而不是零
既不表示磁通量的大小也不表示变化的多少.在Φt图象中,可用图线的斜率表示
4、磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)是Φ-t图像上某点切线的斜率大小.如图中A点磁通量变化率大于B点的磁通量变化率.
二、导体切割磁感线时的感应电动势
1.垂直切割
导体棒垂直于磁场运动,B、l、v两两垂直时,如图甲,E=Blv.
2.不垂直切割
导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为 θ时,如图乙,则E=Blv1=Blvsin_θ.
3、对公式E=Blvsin θ的理解
(1)对 θ的理解:当B、l、v三个量方向互相垂直时, θ=90°,感应电动势