高中物理二階段總結——《高中物理手冊》第三版上市啦!
從前面的學習中我們知道,當閉合回路中的磁通量發生變化時,回路中就會產生感應電流。既然產生了感應電流網校頭條,那么回路中就一定有電動勢。如果不是閉合回路,雖然沒有感應電流,但是一定有電動勢。我們把電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢。能產生電動勢的導體就相當于一個電源。
右邊導體產生電動勢的部分相當于電源
感應電動勢:電磁感應現象中產生的電動勢稱為感應電動勢。
產生感應電動勢的條件:只要通過電路的磁通發生變化。
那么電磁感應定律,感應電動勢的大小和哪些因素有關呢?在實驗中我們發現,導體切割磁通線的速度越快電磁感應定律,產生的感應電流就越大。條形磁鐵插入線圈的速度越快,產生的感應電流就越大。這些實驗結果告訴我們,感應電動勢可能和磁通變化的速度有關。
電磁感應定律
1.內容:閉合電路中感應電動勢的大小與通過電路的磁通量的變化率成正比。
2.公式表達:
(E表示感應電動勢,n表示線圈匝數,ΔΦ表示磁通變化的絕對值,Δt表示時間)
3.感應電動勢的方向:由楞次定律或右手定則決定。
Φ、ΔΦ 和 ΔΦ/Δtd 的比較
導體切割磁通線時產生的感生電動勢
當導體棒切割磁通線時,會產生感應電動勢,導體棒相當于一個電源。(如下圖所示,導體棒ab在切割磁通線時,相當于一個電源)
設導體棒長度為L,垂直放置在均勻磁場中,磁感應強度為B,導體棒切割磁力線的速度為V,則產生的感生電動勢為多大?
導體切割磁通線時感生電動勢的推導過程:
如上圖所示,在時間Δt內,環路中面積S=LVΔt的增加量。
磁通量變化ΔΦ=BS=BLVΔt。
產生感應電動勢E=ΔΦ/Δt=BLVΔt/Δt=BLV。
因此,導體棒切割磁通線產生的電動勢E=BLV(注意:V為相對磁場的速度!)
使用公式E=BLV時需要注意的幾點
1. E=BLV是導體棒的速度方向垂直于磁場方向的情況,若導體棒的速度方向不垂直于磁場方向,則E=θ(θ為V與磁通線方向的夾角)
2、導體棒的長度L為有效長度,如下圖所示,當半圓弧切割磁通線時,有效長度為半圓弧的直徑。
例子:
1、如下圖所示,線框面積為S,初始垂直放置在磁感應強度為B的均勻磁場中,線框繞中心軸OO'以角速度ω旋轉,計算90°旋轉過程中,線框內產生的感應電動勢的大小。
分析:整個過程中,ΔΦ=BS,Δt=π/2ω法拉第電磁感應定律
E=nΔΦ/Δt=2BSω/π
2.如下圖所示,導體棒長度為L,以速度V垂直于磁場方向運動,速度V與L的夾角為θ,磁感應強度為B,求導體棒產生的感應電動勢。
分析:由于速度V與L之間的夾角為θ,所以感應電動勢E=θ
高中物理知識點總結