一个线圈在磁场中切割磁感线,但磁通量不变,为什么会产生感应电动势?由公式E=BLV可知,只要有磁感线和切割运动速度,就可以产生感...
一个线圈在磁场中切割磁感线,但磁通量不变,为什么会产生感应电动势?
由公式E=BLV可知,只要有磁感线和切割运动速度,就可以产生感应电动势,但根据E=变化的磁通量/时间, 磁通量没有变化,怎么能产生E呢rn?还有,磁通量不变,线圈切割磁感线会产生感应电流吗,I=E/R有电动势不就应该有电流吗?这种情况,磁通量不变不代表局部电动势为零,整体合起来电动势为零,但是其中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的话,导体中的电子就会受到洛伦兹力,洛伦兹力属于非静电力,能引起电势差,从而产生感应电动势。
电磁感应现象中产生的电动势。常用符号E表示。当穿过某一不闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈中虽无感应电流,但感应电动势依旧存在。
当一段导体在匀强磁场中做匀速切割磁感线运动时,不论电路是否闭合,感应电动势的大小只与磁感应强度B、导体长度L、切割速度v及v和B方向间夹角θ的正弦值成正比,即E=BLvsinθ(θ为B,L,v三者间通过互相转化两两垂直所得的角)。
在导体棒不切割磁感线时,但闭合回路中有磁通量变化时,同样能产生感应电流。
在回路没有闭合,但导体棒切割磁感线时,虽不产生感应电流,但有电动势。因为导体棒做切割磁感线运动时,内部的大量自由电子有速度,便会受到洛伦兹力,向导体棒某一端偏移,直到两端积累足够电荷,电场力可以平衡磁场力,于是两端产生电势差。
扩展资料
于1831年,麦可·法拉第做了一系列有关电磁感应的实验,从这些实验,他发现以下几点:
1、当改变载流导线的电流时,附近的闭电路会被感应出电流。
2、当移动磁铁时,附近的闭电路会被感应出电流。
3、当移动闭电路于载流导线或磁铁附近时,这闭电路会被感应出电流。
于1832年,法拉第又发现,产生于不同导线的感应电流与导线的电导率成正比。由于电导率与电阻成反比,这显示出感应作用涉及了电动势,感应电流是由电动势驱使导线的电荷移动而形成的;而且,不论导线是开电路,或是闭电路,都会感应出电动势。
参考资料来源:百度百科-切割磁感线
(2产生电流关键的条件,有闭合回路。有了感应电动势,再有闭合回路就有电流了
导体切割磁感线时同时又有磁场变化情况下感应电动势计算
;?B不随时间变化,但闭合电路的整体或局部在 ;做切割磁感线的运动,这样产生的感应电动势叫动生 ;电动势.
;?B随时间变化,但闭合电路的任一部分都不动, ;这样产生的感应电动势叫感生电动势.
;?B随时间变化,同时闭合电路也在做切割磁感 ;线的运动.
;前两种情况在高中物理习题中经常看到,第三种 ;情况只在近几年高考和模拟试卷中有所出现,对于这 ;类习题,许多教师还不熟悉,在此不妨与同仁们探讨一 ;下这类习题的解答方法和理论依据.在讨论这种情况 ;下感应电动势的计算前,不妨先重温一下动生电动势 ;与感生电动势的不同的产生机理.
;1动生电动势
;考虑到高中物理的要求,也为使讲述较为简明,我 ;们只讨论部分直导线垂直切割匀强磁场产生的动生电 ;动势.
;在高中教材中是用法拉第电磁感应定律推出动生 ;电动势的计算公式E动=BLv(证明过程略),但从本 ;质上讲动生电动势的产生原因是导体内的自由电子在 ;磁场中运动时,受到洛伦兹力作用的结果,所以我们应 ;该也能从这一角度独立推出动生电动势的计算公式. ;设图l中的导线曲
;正紧贴U形导线框以速度
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;向右平移,它里面的电子
;也随着向右运动,由于磁
;场的存在,使向右运动的
;电子受到洛伦兹力的作
;用,促使电子向下运动形图l
;成感应电流.有电流必有电动势,电动势是单位电荷在 ;闭合电路中移动一周时非静电力的功,在动生电动势 ;中,非静电力就是洛伦兹力.设导线长为L,则动生
关于磁场切割和磁通量变化的问题
2、切割磁感线可以产生感应电动势
3、要是磁场也是变化,同时又切割磁感线,那么两者电动势矢量相加(就是同向相加,反向相减)
至于你问的产生感应电动势的机理,解释起来比较啰嗦:
本质上面都是在封闭线圈中的
总磁通量的变化(磁通量=磁感应强度*有效面积),但是一根导体切割磁感线产生电动势怎么理解呢?
你在课本里面看到的例题无非就这三种:1、磁感应强度是变化的,2、磁感应强度不变而导体在运动,3、磁感应强度变化和导体也在运动
第一种情况你清楚了,第二种情况怎么解释呢?第三种情况就是前两者叠加
其实讨论一根导体是没有意义的,实际情况都是导体会与其他导线形成闭合回路的,那么导体的运动必然导致封闭回路中总磁通量变化,其实和第一种是一样的,只是前者是磁感应强度变化导致总的磁通量变化,第二种是由于磁通面积变化导致总磁通量变化。不信你可以用磁通量变化量的公式验证下(E=BLV和E=dΦ/dt)
你问的:直于磁场方向的线圈一直平移难道不算是切割吗?为什么木有感应电流呢?
回答问题1;算切割,但是由于是封闭的,你可以想象,一个圆环,上面任意一点切割产生的电动势方向和其直径的另一端切割产生的电动势方向是相反的。。所以整体表现出来就是等效不切割。
回答问题2:由于闭环切割磁感线的效果等效于不切割,那么自然就没有感应电动势和电流了。
因为相框垂直磁场的那两边都在切割,产生了2个感应电动势,这个电动势反向是相反的,所以抵消了,无感应电动势。从愣次定律来解释,穿过这个相框的磁通量不发生改变,所以没有感应电流。
为什么说你磁通量没变也能切割磁感线是对的呢?举个例子:
比如空间中存在向左右两边的磁场,即磁场方向一个向左一个向右,一个相框一开始就在磁场中,然后由任意高度下落,穿过相框的磁通量是不变,但相框左右都会产生感应电动势,且电动势方向是相同的。所以在这个闭合相框中会产生感应电流。
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