高中物理二阶段总结——《高中物理手册》第三版上市啦!
从前面的学习中我们知道,当闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流。既然产生了感应电流网校头条,那么回路中就一定有电动势。如果不是闭合回路,虽然没有感应电流,但是一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。能产生电动势的导体就相当于一个电源。
右边导体产生电动势的部分相当于电源
感应电动势:电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势。
产生感应电动势的条件:只要通过电路的磁通发生变化。
那么电磁感应定律,感应电动势的大小和哪些因素有关呢?在实验中我们发现,导体切割磁通线的速度越快电磁感应定律,产生的感应电流就越大。条形磁铁插入线圈的速度越快,产生的感应电流就越大。这些实验结果告诉我们,感应电动势可能和磁通变化的速度有关。
电磁感应定律
1.内容:闭合电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比。
2.公式表达:
(E表示感应电动势,n表示线圈匝数,ΔΦ表示磁通变化的绝对值,Δt表示时间)
3.感应电动势的方向:由楞次定律或右手定则决定。
Φ、ΔΦ 和 ΔΦ/Δtd 的比较
导体切割磁通线时产生的感生电动势
当导体棒切割磁通线时,会产生感应电动势,导体棒相当于一个电源。(如下图所示,导体棒ab在切割磁通线时,相当于一个电源)
设导体棒长度为L,垂直放置在均匀磁场中,磁感应强度为B,导体棒切割磁力线的速度为V,则产生的感生电动势为多大?
导体切割磁通线时感生电动势的推导过程:
如上图所示,在时间Δt内,环路中面积S=LVΔt的增加量。
磁通量变化ΔΦ=BS=BLVΔt。
产生感应电动势E=ΔΦ/Δt=BLVΔt/Δt=BLV。
因此,导体棒切割磁通线产生的电动势E=BLV(注意:V为相对磁场的速度!)
使用公式E=BLV时需要注意的几点
1. E=BLV是导体棒的速度方向垂直于磁场方向的情况,若导体棒的速度方向不垂直于磁场方向,则E=θ(θ为V与磁通线方向的夹角)
2、导体棒的长度L为有效长度,如下图所示,当半圆弧切割磁通线时,有效长度为半圆弧的直径。
例子:
1、如下图所示,线框面积为S,初始垂直放置在磁感应强度为B的均匀磁场中,线框绕中心轴OO'以角速度ω旋转,计算90°旋转过程中,线框内产生的感应电动势的大小。
分析:整个过程中,ΔΦ=BS,Δt=π/2ω法拉第电磁感应定律
E=nΔΦ/Δt=2BSω/π
2.如下图所示,导体棒长度为L,以速度V垂直于磁场方向运动,速度V与L的夹角为θ,磁感应强度为B,求导体棒产生的感应电动势。
分析:由于速度V与L之间的夹角为θ,所以感应电动势E=θ
高中物理知识点总结