法拉第电磁感应定律
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法拉第电磁感应定律一、电磁感应定律1.感应电动势(1)在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,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,若闭合导体回路中有感应电流,电路就一定有感应电动势;如果电路断开,这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 =ΔΦΔt。
若闭合电路是一个匝数为n 的线圈,则E =n ΔΦΔt。
在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,感应电动势的单位是伏特。
1、闭合回路的磁通量Φ随时间t 的变化图像分别如图4-4-5所示,关于回路中产生的感应电动势的下列论述,其中正确的是( )A .图甲回路中感应电动势恒定不变B .图乙回路中感应电动势恒定不变C .图丙回路中0~t 1时间内感应电动势小于t 1~t 2时间内感应电动势D .图丁回路中感应电动势先变大后变小2.如图3所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )A.Ba 22ΔtB.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt3、一个200匝、面积为20 cm 2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05 s 内由0.1 T 增加到0.5 T ,在此过程中磁通量变化了多少?磁通量的平均变化率是多少?线圈中感应电动势的大小是多少?二、导线切割磁感线时的感应电动势1.导线垂直于磁场运动,B 、l 、v 两两垂直时,如图4-4-1所示,E =Bl v 。
2.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4-4-2所示,E =Bl v sin_θ。
图4-4-1 图4-4-21、如图4-4-10所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab 以水平初速度v 0抛出,设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将( )A .越来越大B .越来越小C .保持不变D .无法确定2、如图6所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差为()A.BL v B.BL v sin θC.BL v cos θD.BL v(1+sin θ)3、如图4-4-9所示,水平放置的两平行金属导轨相距L=0.50 m,左端接一电阻R=0.20 Ω,磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,导体棒ac(长为L)垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。
法拉第电磁感应定律(法拉第电磁感应定律)一般指电磁感应定律
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电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律,电磁感应现象是指因磁通量变化产生感应电动势的现象,例如,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,产生的电流称为感应电流,产生的电动势(电压)称为感应电动势 [1]。
电磁感应定律中电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。
右手定则内容:伸平右手使拇指与四指垂直,手心向着磁场的N极,拇指的方向与导体运动的方向一致,四指所指的方向即为导体中感应电流的方向(感应电动势的方向与感应电流的方向相同)。
楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。
简而言之,就是磁通量变大,产生的电流有让其变小的趋势;而磁通量变小,产生的电流有让其变大的趋势。
[1]
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定;e(t) = -n(dΦ)/(dt)。
对动生的情况也可用E=BLV来求。
[1]
中文名
电磁感应定律
外文名
Faraday law of electromagnetic induction
别名
法拉第电磁感应定律
表达式
e=-n(dΦ)/(dt)
提出者
纽曼和韦伯
提出时间
1831年8月
适用领域
工程领域
应用学科
物理学、电磁学
时域表达式
e(t) = -n(dΦ)/(dt)
复频域公式
E = -jwnΦ (E和Φ是矢量)。
第二单元 法拉第电磁感应定律1、法拉第电磁感应定律(1)表述: 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 =k ·ΔΦ/Δt k 为比例常数, 当E 、ΔΦ、Δt 都取国际单位时,k =1,所以有E =ΔΦ/Δt 若线圈有n 匝,则相当于n 个相同的电动势ΔΦ/Δt 串联,所以整个线圈中的电动势为E =n ·ΔΦ/Δt 。
2、磁通量Φ、磁通量的变化量△Φ、磁通量的变化率tΔΔΦ的意义(1)磁通量Φ是穿过某一面积的磁感线的条数;磁通量的变化量△Φ=Φ1-Φ2表示磁通量变化的多少,并不涉及这种变化所经历的时间;磁通量的变化率tΔΔΦ表示磁通量变化的快慢。
(2)当磁通量很大时,磁通量的变化量△Φ可能很小。
同理,当磁通量的变化量△Φ很大时,若经历的时间很长,则磁通量的变化率也可能较小。
(3)磁通量Φ和磁通量的变化量△Φ的单位是wb ,磁通量变化率的单位是wb /s 。
(4)磁通量的变化量△Φ与电路中感应电动势大小没有必然关系,穿过电路的△Φ≠0是电路中存在感应电动势的前提;而磁通量的变化率与感应电动势的大小相联系,tΔΔΦ越大,电路中的感应电动势越大,反之亦然。
(5)磁通量的变化率tΔΔΦ,是Φ-t 图象上某点切线的斜率。
3、公式E=n tΔΔΦ与E=BLvsin θ的区别与联系(1)研究对象不同,E=n t ΔΔΦ的研究对象是一个回路,而E=BLvsin θ研究对象是磁场中运动的一段导体。
(2)物理意义不同;E=n tΔΔΦ求得是Δt 时间内的平均感应电动势,当Δt →0时,则E 为瞬时感应电动势;而E=BLvsin θ,如果v 是某时刻的瞬时速度,则E 也是该时刻的瞬时感应电动势;若v 为平均速度,则E 为平均感应电动势。
(3)E=ntΔΔΦ求得的电动势是整个回路的感应电动势,而不是回路中某部分导体的电动势。
整个回路的电动势为零,其回路中某段导体的感应电动势不一定为零。