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高中物理手册第三版:电磁感应现象中感应电动势的产生条件及影响因素

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:

高中物理二阶段总结——《高中物理手册》第三版上市啦!xkF物理好资源网(原物理ok网)

电磁感应定律xkF物理好资源网(原物理ok网)

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。xkF物理好资源网(原物理ok网)

右边导体产生电动势的部分相当于电源xkF物理好资源网(原物理ok网)

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。xkF物理好资源网(原物理ok网)

产生感应电动势的条件:只要通过电路的磁通发生变化。xkF物理好资源网(原物理ok网)

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。xkF物理好资源网(原物理ok网)

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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。xkF物理好资源网(原物理ok网)

2.公式表达:xkF物理好资源网(原物理ok网)

(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)xkF物理好资源网(原物理ok网)

3.感应电动势的方向:由楞次定律或右手定则决定。xkF物理好资源网(原物理ok网)

Φ、ΔΦ 和 ΔΦ/Δtd 的比较xkF物理好资源网(原物理ok网)

导体切割磁通线时产生的感生电动势xkF物理好资源网(原物理ok网)

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)xkF物理好资源网(原物理ok网)

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?xkF物理好资源网(原物理ok网)

导体切割磁通线时感生电动势的推导过程:xkF物理好资源网(原物理ok网)

如上图所示,在时间Δt内,环路中面积S=LVΔt的增加量。xkF物理好资源网(原物理ok网)

磁通量变化ΔΦ=BS=BLVΔt。xkF物理好资源网(原物理ok网)

产生感应电动势E=ΔΦ/Δt=BLVΔt/Δt=BLV。xkF物理好资源网(原物理ok网)

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!)xkF物理好资源网(原物理ok网)

使用公式E=BLV时需要注意的几点xkF物理好资源网(原物理ok网)

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)xkF物理好资源网(原物理ok网)

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。xkF物理好资源网(原物理ok网)

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例子:xkF物理好资源网(原物理ok网)

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。xkF物理好资源网(原物理ok网)

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分析:整个过程中,ΔΦ=BS,Δt=π/2ω法拉第电磁感应定律xkF物理好资源网(原物理ok网)

E=nΔΦ/Δt=2BSω/πxkF物理好资源网(原物理ok网)

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。xkF物理好资源网(原物理ok网)

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分析:由于速度V与L之间的夹角为θ,所以感应电动势E=θxkF物理好资源网(原物理ok网)

高中物理知识点总结xkF物理好资源网(原物理ok网)

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