閉合回路中部分導體在做切割磁感線時,閉合回路中將會產生感應電流,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體相當于電源,為整個電路提供電能。如下圖所示,導體棒就相當于電源。
如果垂直于閉合回路的磁感應強度為B,導體棒切割磁感線的長度為L,導體棒切割的速度為V。
則導體棒產生的電動勢E=BLv(這就是導體棒切割磁感線產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體切割磁感線的情況,其中B表示磁感應強度,L表導體棒的長度,v表示導體棒相對磁場的垂直速度。
2、E=BLv一般只適用于勻強磁場,但也可以作為非勻強磁場中定性分析。如果導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推導過程
如下圖所示,設導體棒長度為L,垂直處在勻強磁場中,磁感應強度為B,導體棒切割磁感線的速度為V,則閉合回路中產生的電動勢為多大?
在時間Δt內回路中增大的面積S=LVΔt。
磁通量的變化量ΔΦ=BS=BLVΔt。
根據法拉第電磁感應定律,產生的感應電動勢E=ΔΦ/Δt=BLVΔt/Δt=BLV。
所以,導體棒切割磁感線產生的電動勢E=BLV
E=BLv與E=ΔΦ/Δt的區別
E=BLv只適用于導體棒切割磁感線產生的電動勢情況;E=ΔΦ/Δt適用于磁通量變化產生電動勢情況。E=BLv可計算的,E=ΔΦ/Δt一定可以計算。