教材 · 物理 · 电磁学 · 电磁感应与交流

电磁感应定律

電磁誘導の法則

IV 電気と磁気 / 電磁誘導の法則
一句话结论

感应电动势的大小由磁通量的变化率决定,方向由楞次定律决定;切割磁感线是同一定律在运动导体中的表达。

电磁感应关心的不是“有没有磁场”,而是穿过回路的磁通量是否在变化。磁场、面积或方向任一改变都可产生感应电动势,其方向总是反抗造成该变化的原因。

为什么是这样

磁通量把磁场大小、回路面积和两者方向关系合成一个量。因此即使磁场恒定,只要线圈运动、变形或转动,磁通量仍可能改变。

楞次定律所说的“反抗”对象是磁通量的变化,而不是原磁场本身。先判断原磁通是增大还是减小,再画感应磁场,最后用右手规则定电流方向。

楞次定律:感应电流反抗磁通量的变化Φ 正在增加↓感应电流造反向磁场V = −N ΔΦ/Δt —— 取决于变化率,不是 Φ 本身的大小

定量表达

V=−NΔΦ⁄Δt。N 是线圈匝数,每一匝都贡献一份电动势,所以多匝线圈的电动势成倍增加。负号只表示方向(楞次定律),算大小时可以先忽略、最后单独判断方向。

磁通量变化有三种来源:B 变(磁铁移动或电流变化)、S 变(线圈变形或部分进出磁场)、θ 变(线圈转动)。判断题里先认出是哪一种在变。

导体棒在磁场中匀速滑动时有一条更直接的式子 V=vBL,其中 L 是棒垂直于运动方向的有效长度。它其实是 ΔΦ/Δt 的特例:扫过的面积速率是 vL,所以 ΔΦ/Δt = BvL。

V=vBL
V
感应电动势[V]
v
导体棒速率[m/s]
B
磁通密度[T]
L
棒的有效长度(垂直于运动方向)[m]
适用条件
  • v、B、L 三者互相垂直
  • 是 V = ΔΦ/Δt 在「面积变化」情形下的特例

怎么用

标准流程:①判断磁通量在增还是减 ②用楞次定律定感应电流方向(反抗变化)③用 V = NΔΦ/Δt 算大小。三步分开做,不要混在一起。

登录后免费阅读全文

本节还有 8 部分,以及配套的真题和小测验。

  • 本节公式一览
  • 例题
  • 容易错在哪里
  • 自测
  • 小结
  • 练这一节
  • 日文术语