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感應電動(dòng)勢（電磁感應現象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢）

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感應電動(dòng)勢

電磁感應現象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢

感應電動(dòng)勢是在電磁感應現象里面既然閉合電路里有感應電流，那么這個(gè)電路中也必定有電動(dòng)勢，在電磁感應現象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫做感應電動(dòng)勢。

基本信息

中文名	感應電動(dòng)勢
別名	磁電感應現象
外文名	Induced electromotive force
概念	在電磁感應現象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢
單位	伏特
分類(lèi)	感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢
常用符號	E
決定因素	穿過(guò)閉合電路磁通量改變的快慢

收起

概念

我們知道，要使閉合電路中有電流，這個(gè)電路中必須有電源，因為電流是由電源的電動(dòng)勢引起的。在電磁感應現象里，既然閉合電路里有感應電流，那么這個(gè)電路中也必定有電動(dòng)勢，在電磁感應現象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫做感應電動(dòng)勢。產(chǎn)生感應電動(dòng)勢的那部分導體就是電源。

歷史

從1825年到1826年之間，格奧爾格·歐姆做了很多有關(guān)于電路的實(shí)驗。1827年，在他發(fā)表的書(shū)《直流電路的數學(xué)研究》（Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet）里面，論述了很多這些實(shí)驗和從這些實(shí)驗中得到的結果，包括著(zhù)名的“歐姆定律”。歐姆注意到電路所需要的電源是由電池供給的，電池與電路內的各種物理現象應該有密切關(guān)系。他推論電池具有某種“驅動(dòng)力”，能夠驅使電流流動(dòng)于電路。他將幾個(gè)伏打電池串聯(lián)在一起，發(fā)覺(jué)電流與伏打電池的數量成正比。因此，他提出驅動(dòng)力與電流成正比。這驅動(dòng)力就是我們所知的電動(dòng)勢，在一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻電路里，電動(dòng)勢等于電流乘以電阻。

后來(lái)，于1831年，麥可·法拉第做了一系列有關(guān)電磁感應的實(shí)驗，從這些實(shí)驗，他發(fā)現以下幾點(diǎn)：

當改變載流導線(xiàn)的電流時(shí)，附近的閉電路會(huì )被感應出電流。
當移動(dòng)磁鐵時(shí)，附近的閉電路會(huì )被感應出電流。
當移動(dòng)閉電路于載流導線(xiàn)或磁鐵附近時(shí)，這閉電路會(huì )被感應出電流。

于1832年，法拉第又發(fā)現，產(chǎn)生于不同導線(xiàn)的感應電流與導線(xiàn)的電導率成正比。由于電導率與電阻成反比，這顯示出感應作用涉及了電動(dòng)勢，感應電流是由電動(dòng)勢驅使導線(xiàn)的電荷移動(dòng)而形成的；而且，不論導線(xiàn)是開(kāi)電路，或是閉電路，都會(huì )感應出電動(dòng)勢。

說(shuō)明

（1）不論電路是否閉合，只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，產(chǎn)生感應電動(dòng)勢是電磁感應現象的本質(zhì)。

（2）磁通量是否變化是電磁感應的根本原因。若磁通量變化了，電路中就會(huì )產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，再若電路又是閉合的，電路中將會(huì )有感應電流。

（3）產(chǎn)生感應電流只不過(guò)是一個(gè)現象，它表示電路中在輸送著(zhù)電能；而產(chǎn)生感應電動(dòng)勢才是電磁感應現象的本質(zhì)，它表示電路已經(jīng)具備了隨時(shí)輸出電能的能力。

（4）在磁通量變化

相同時(shí)，所用的時(shí)間△t越大，即磁通量變化越慢，感應電動(dòng)勢E越小；反之，

越小，即磁通量變化越快，感應電動(dòng)勢E越大。

（5）在變化時(shí)間

相同時(shí)，變化量

越大，表明磁通量變化越快，感應電動(dòng)勢E越大；反之，變化量

越小，表明磁通量變化越慢，感應電動(dòng)勢E越小。

分類(lèi)

感應電動(dòng)勢分為感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢。

第一類(lèi)：動(dòng)生電動(dòng)勢：

磁場(chǎng)恒定，導體或回路運動(dòng)→

動(dòng)。

第二類(lèi)：感生電動(dòng)勢：

磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，導體或回路靜止→

感。

公式

感應電動(dòng)勢的大小跟穿過(guò)閉合電路的磁通量改變的快慢有關(guān)系，

產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢的那部分做切割磁力線(xiàn)運動(dòng)的導體就相當于電源。

理論和實(shí)踐表明，長(cháng)度為L(cháng)的導體，以速度v在磁感應強度為B的勻強磁場(chǎng)中做切割磁感應線(xiàn)運動(dòng)時(shí)，在B、L、v互相垂直的情況下導體中產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢的大小為：

，式中的單位均應采用國際單位制，即伏特、特斯拉、米、米每秒。

電磁感應現象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢。常用符號E表示。當穿過(guò)某一不閉合線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線(xiàn)圈中雖無(wú)感應電流，但感應電動(dòng)勢依舊存在。當一段導體在勻強磁場(chǎng)中做勻速切割磁感線(xiàn)運動(dòng)時(shí)，不論電路是否閉合，感應電動(dòng)勢的大小只與磁感應強度B、導體長(cháng)度L、切割速度v及v和B方向間夾角θ的正弦值成正比，即

(θ為B,L,v三者間通過(guò)互相轉化兩兩垂直所得的角)。

在導體棒不切割磁感線(xiàn)時(shí)，但閉合回路中有磁通量變化時(shí)，同樣能產(chǎn)生感應電流。

在回路沒(méi)有閉合，但導體棒切割磁感線(xiàn)時(shí)，雖不產(chǎn)生感應電流，但有電動(dòng)勢。因為導體棒做切割磁感線(xiàn)運動(dòng)時(shí)，內部的大量自由電子有速度，便會(huì )受到洛倫茲力，向導體棒某一端偏移，直到兩端積累足夠電荷，電場(chǎng)力可以平衡磁場(chǎng)力，于是兩端產(chǎn)生電勢差。

應用楞次定律可以判斷電流方向。

電磁感應現象

定義

電磁感應（Electromagnetic induction）又稱(chēng)磁電感應現象，是指閉合電路的一部分導體在磁場(chǎng)中作切割磁感線(xiàn)運動(dòng)，導體中就會(huì )產(chǎn)生電流的現象。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現象叫做電磁感應現象，產(chǎn)生的電流叫做感應電流。

產(chǎn)生條件

1.閉合回路

2.穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化（如果缺少一個(gè)條件，就不會(huì )有感應電流產(chǎn)生）

相關(guān)定則

（1）右手定則

右手定則簡(jiǎn)單展示了載流導線(xiàn)如何產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。伸開(kāi)右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內，把右手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)手心（即手心正對磁場(chǎng)N極方向），大拇指指向導體運動(dòng)的方向，那么其余四個(gè)手指所指的方向就是感應電流的方向。

（2）左手定則

左手定則反映了帶電粒子（載流導線(xiàn)）在磁場(chǎng)中的受力情況。伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內，把左手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)手心，四指指向帶電粒子運動(dòng)（電流所指）方向，則大拇指的方向就是導體受力的方向。

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