电磁感应定律
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。
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
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