閉合回路中部分導(dǎo)體在做切割磁感線時,閉合回路中將會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這時候電路中的電動勢叫做動生電動勢,切割磁感線的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源,為整個電路提供電能。如下圖所示,導(dǎo)體棒就相當(dāng)于電源。
如果垂直于閉合回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體棒切割磁感線的長度為L,導(dǎo)體棒切割的速度為V。
則導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動勢E=BLv(這就是導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢計算公式)。
對公式E=BLv的理解
1、E=BLv只適用于閉合回路中一部分導(dǎo)體切割磁感線的情況,其中B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度,L表導(dǎo)體棒的長度,v表示導(dǎo)體棒相對磁場的垂直速度。
2、E=BLv一般只適用于勻強(qiáng)磁場,但也可以作為非勻強(qiáng)磁場中定性分析。如果導(dǎo)體各部分切割磁場的速率不相同,可以用平均速率來求解。
3、E=BLv中L為有效長度,如下圖半圓弧切割磁感線時,有效長度為半圓弧的直徑。
4、E=BLv中,B、L、v三者要兩兩互相垂直,如果不是兩兩互相垂直,需要分解為互相垂直。
公式E=BLv推導(dǎo)過程
如下圖所示,設(shè)導(dǎo)體棒長度為L,垂直處在勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體棒切割磁感線的速度為V,則閉合回路中產(chǎn)生的電動勢為多大?
在時間Δt內(nèi)回路中增大的面積S=LVΔt。
磁通量的變化量ΔΦ=BS=BLVΔt。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=ΔΦ/Δt=BLVΔt/Δt=BLV。
所以,導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=BLV
E=BLv與E=ΔΦ/Δt的區(qū)別
E=BLv只適用于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢情況;E=ΔΦ/Δt適用于磁通量變化產(chǎn)生電動勢情況。E=BLv可計算的,E=ΔΦ/Δt一定可以計算。