法拉第电磁感应定律的内容(法拉第电磁感应定律的知识点)
感应电动势
(1)定义:在电磁感应现象中产生的电动势,叫做感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源,导体本身的电阻相当于电源内阻.在内电路中,感应电动势的方向由电源的负极指向电源的正极,跟闭合回路内电路中的电流方向一致.
☞感生电场力或洛伦兹力充当非静电力
☞解决电磁感应中的电路问题,必须按题意画出等效电路,其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用.
(2)产生条件:不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就会产生感应电动势.
2.感应电动势与感应电流的关系
(1)感应电流的产生要求电路必须闭合,而感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成无关.
(2)电路中有感应电流时,一定有感应电动势.
☞磁通量变化是产生电磁感应现象的根本原因,产生感应电动势是电磁感应现象的本质.例如部分导体切割磁感线、条形磁铁穿插螺线管、通电螺线管穿插螺线管等均可以产生感应电动势.
☞产生感应电流只是一个现象,表示电路中输送着电能;而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质,表示电路已经具备了随时输出电能的能力.
(3)电路中有感应电动势时,不一定有感应电流.如图所示,矩形线框向右做切割磁感线运动,闭合电路中无感应电流,但线圈上、下边之间有感应电动势,即AD和BC之间有电势差.
(4)感应电动势的种类:感生电动势和动生电动势.
①感生电动势:导线不动,磁场随时间变化时在导线中产生的电动势。
产生原因:由感生电场产生。磁通量变化的原因:由B的变化引起的磁通量的变化,其中的非情静电力是感生电场对自由电荷的电场力。
②动生电动势:磁场不变,由导体运动引起的磁通量的变化而产生的电动势。
产生原因:由电荷在磁场中运动时所受到的洛伦兹力产生。
动生电动势是因为导体自身在磁场中做切割磁感线运动而产生的感应电动势,其方向用右手定则判断,使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指指向动生电动势的方向。动生电动势的方向与产生的感应电流的方向相同。右手定则确定的动生电动势的方向,符合能量转化与守恒定律。
感生电动势是因为穿过闭合线圈的磁场强度发生变化产生涡旋电场导致电流定向运动。其方向符合楞次定律。右手拇指指向磁场变化的反方向,四指握拳,四指方向即为感应电动势方向。
☞感生和动生并没有明显界限,感生和动生也可以共存,感生和动生都是磁通量发生变化,都遵循法拉第电磁感应定律.
2.定律内容
3.对公式E=nΔΦ/Δt的理解
①普适公式
②由E=n△Ф/△t可知,感应电动势E正比于磁通量的变化率△Ф/△t
③Φ-t图象中△Φ/△t表示某时刻图线切线的斜率时,由E=n△Ф/△t求得的是瞬时感应电动势;△Φ/△t表示某段时间内图线割线的斜率时,由E=n△Ф/△t求得的是对应时间段内的平均感应电动势.
当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动势等于全段时间内的平均感应电动势.
④Ф、△Ф、△Ф/△t的大小没有直接关系,与电路中的电阻无关,感应电流的大小与感应电动势E和回路的总电阻R有关.这一点可与运动学中v、△v、△v/△t三者类比.Ф很大,△Ф/△t可能很小;Φ很小,△Ф/△t可能很大;Φ=0,△Ф/△t可能不为零(如线圈平面转到与磁感线平行时).
⑤Φ、△Φ、△Φ/△t、均与某一面积相联系,与线圈匝数无关,n匝线圈相当于n个单匝线圈的串联,所以电动势E与线圈匝数有关.M两端的电压n
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