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深入解析电磁感应现象:因磁通量变化产生感应电动势

更新时间:2024-09-19 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

定义vMt物理好资源网(原物理ok网)

由于磁通量的变化而产生感生电动势的现象(当闭合电路的导体的一部分在磁场中移动,切割磁力线时,导体中就会产生电流。这种现象叫做电磁感应。)。vMt物理好资源网(原物理ok网)

当闭合电路的导体的一部分在磁场中移动,切割磁通线时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。vMt物理好资源网(原物理ok网)

这是初中物理教材为了方便学生理解而定义的电磁感应现象。它不能完全概括电磁感应现象:如果闭合线圈面积不变留学之路,改变磁场强度,磁通量也会改变,也会产生电磁感应。因此准确的定义是:磁通量变化而产生感应电动势的现象。vMt物理好资源网(原物理ok网)

发现者vMt物理好资源网(原物理ok网)

许多物理学家试图寻找其逆效应,并提出了磁能不能产生电、磁能不能作用于电的问题。他们无意中发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。1824年,阿拉戈根据这一现象做了铜盘实验,发现旋转的铜盘会带动上面自由悬挂的磁针转动,但磁针的转动并不与铜盘同步,略有滞后。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象,但并未直接表现为感应电流,当时无法解释。vMt物理好资源网(原物理ok网)

1831年8月,法拉第在软铁圆环两边绕制两个线圈,其中一个线圈为闭合环路,导线下端平行放置磁针,另一个线圈接上电池组和开关,组成带电源的闭合环路。实验发现,当接上开关时,磁针发生偏转;当断开开关时,磁针向相反方向偏转,说明不接电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到这是一种非恒定的瞬态效应。他随后进行了数十次实验,把产生感应电流的情况归纳为变化的电流、变化的磁场、移动的恒定电流、移动的磁铁和导体在磁场中移动五类,并正式把这些现象命名为电磁感应。此外,法拉第还发现,在同样的条件下,不同金属导体的环路中产生的感应电流与导体的电导率成正比。他由此认识到感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的,即使没有回路,没有感应电流,感应电动势依然存在。vMt物理好资源网(原物理ok网)

后来又给出了决定感应电流方向的楞次定律和法拉第电磁感应定律电磁感应定律,描述了电磁感应的定量规律。根据产生原因的不同,感生电动势又分为动生电动势和感应电动势两种。前者来源于洛伦兹力,后者来源于变化的磁场产生的旋转电场。vMt物理好资源网(原物理ok网)

电磁感应现象不应与静电感应混淆[1]。电磁感应将电动势与通过电路的磁通量联系起来,而静电感应是利用另一个带电物体使一个物体带电的过程。vMt物理好资源网(原物理ok网)

法律简介vMt物理好资源网(原物理ok网)

电磁感应现象是电磁学中最重要的发现之一,它揭示了电场与磁现象之间的相互联系和转化。深入研究其本质,揭示电场与磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重要意义。电磁感应现象在电工技术、电子技术、电磁测量等领域有着广泛的应用。vMt物理好资源网(原物理ok网)

若闭合电路为n匝线圈,则可表示为:式中,n为线圈匝数,ΔΦ为磁通变化量,单位Wb,Δt为变化所用时间,单位V。vMt物理好资源网(原物理ok网)

电磁感应定律vMt物理好资源网(原物理ok网)

计算公式vMt物理好资源网(原物理ok网)

1.【感应电动势大小计算公式】vMt物理好资源网(原物理ok网)

1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V)电磁感应定律,n:感应线圈的匝数,ΔΦ/Δt:磁通变化率}vMt物理好资源网(原物理ok网)

2)E =(切割磁力线)E = BLV v和L不能平行于磁力线,但可以不垂直于磁力线,其中sinA为v或L与磁力线的夹角。{L:有效长度(m)}vMt物理好资源网(原物理ok网)

3)Em = nBSω(交流发电机的最大感应电流vMt物理好资源网(原物理ok网)

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