推导过程如下:
由法拉第电磁感应定律可知:
E=ΔΦ/Δt
当导体棒切割磁感线时,在切磁场线B不变;
所以ΔΦ=B*ΔS,S=L*S(L为导体棒长度,S为回路在磁场中的长度)。
因为L不变,所以ΔS=L*ΔS/Δt*Δt。
因为V=ΔS/Δt,所以ΔS=L*V*Δt。
所以Δt=ΔS/(L*V)
将ΔΦ,Δt代入E=ΔΦ/Δt
得:E=BLV
此为感应电动势的计算公式。
E=BLV的应用
1、此公式的应用对象是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电动势的计算,一般用于匀强磁场(或导体所在位置的各点的磁感应强度相同);
2、此公式一般用于导体各部分切割磁感线速度相同的情况,如果导体各部分切割磁感线的速度不同,可取其平均速度求电动势;
3、此公式中的L不是导体棒的实际长度,而是导体切割磁感线的有效长度,所谓有效长度,就是产生感应电动势的导体两端点的连线在切割速度v的垂直方向上投影的长度;
4、在匀强磁场里,若切割速度v不变,则电动势E为恒定值,若v为时间t里的平均速度,则E为时间t里的平均电动势。若v为瞬时值,则E为瞬时电动势。
5、若v与导体棒垂直但与磁感应强度B有夹角θ时,公式中的v应是导体棒的速度在垂直于磁场方向的分速度。此时,公式应变为:E=BLVsinθ。
法拉第电磁感应定律英文表述
1.电磁感应现象指的是在变化磁通量的作用下,导体中会产生电动势。
这种电动势被称为感应电动势或感生电动势,如果将导体形成闭合回路,感应电动势就会驱动电子流动,形成感生电流。
通常认为迈克尔·法拉第在1831年发现了这一现象,尽管FrancescoZantedeschi在1829年的工作可能已有预见。
2.电磁感应是指磁通量变化导致感应电动势产生的现象。
这一发现在电磁学领域具有重大意义,它不仅揭示了电与磁的内在联系,而且为电能和磁能的相互转化提供了实验基础,对社会的工业化和科技进步产生了深远影响。
电磁感应的发现标志着一场工业和技术革命的开始,它在电工、电子技术、电气化和自动化等领域有着广泛的应用。
3.如果闭合回路是一个多匝线圈,感应电动势的大小可以表示为ε感=-nΔΦ/Δt,其中n是线圈的匝数,ΔΦ是磁通量的变化量,Δt是变化所用的时间,ε感是产生的感应电动势,其单位是伏特。
电磁感应通常用于发电机中,俗称为磁生电。
4.法拉第电磁感应定律表明,当磁通量穿过回路发生变化时,回路中感生电动势ε感的大小与磁通量变化率成正比,即ε感=-ΔΦ/Δt。这一定律解释了以下几点:
-当磁通量增加时,感生电动势为负值,表明感生电流产生的磁场与原磁场方向相反;
-在中学物理学习中,通常会分开讨论物理量的大小和方向;
-感生电动势与磁通量变化率成正比,而不是与磁通量的绝对值成正比。
例如,一个线圈在匀强磁场中匀速转动时,即使线圈内磁通量达到最大,其变化率为零,感生电动势也为零;反之,当线圈穿过磁通量为零时,磁通量的变化率达到最大,感生电动势也达到最大值。
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