电磁感应现象之感应电动势的推导讲解

FS=EIt① F=IBL② L=vt③
综合可得
E=BLv
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、感生电
产生感应电流还可以通过改变回路中磁感应强度 的方法实现
如图所示，CDMN 固定，磁感应强度B 在不断增大，CDMN 回路中能否产生感应
电流？
*理解：可以相对认为磁感线由外进入到闭合线圈内， 则相对而言MN向右做切割磁感线运动，所以闭 合回路中会产生感应电流
一轮复习第九章
电磁感应现象
王小龙
我们已经所学过的知识可知，电和磁之间 有怎么样的联系？
电流周围产生磁场，即电流的磁效应—— 奥斯特（电生磁）
电可以生磁，那么磁能否生电呢？
发电机原理：闭合线圈在磁场中转动从而给 外电路供电
1791——1867
另一位伟大的科学家为我们揭晓答案 ——法拉第
不再定向运动
导体两端产生电势 差——动生电动势
× ×
× ×
+++
× ×
× ×
动生电动势是导 体中的自由电荷
×
×
×v ×
在磁场中受到洛 仑兹力作用的结
× ×
× ___ ×
×
×
× ×
果。
f
f=qvB, F=qE=qU/L, 当洛伦兹力与电场力相等时，电荷不再往 两端聚集，此时qvB=qU/L，所以，导体 棒两端产生电势差为U=BLv即动生电动势
随导体棒一起运动的自由电子，在磁场中 受到洛伦兹力作用发生偏转，从而使得导 体棒两端之间形成电势差
自由电荷不会一直运动
×× × ×
下去。因为导体棒两端
聚集电荷越来越多，在 × × _× ×
f
棒两端间产生的电场越 × × _× ×
来越强，当电场力等于
××
_×f
v
×
洛伦兹力时，自由电荷 × × × ×
三、感应电动势大小的计算
通过对理论和实验分析，纽曼，韦伯两位 科学家先后指出：闭合电路中感应电动势 的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化 率成正比，这就是法拉第电磁感应定律 E=△Φ / △t
提问：动生电动势E=BLv也是感应电动势的 计算式，两者是统一的吗？
如图，在t时间内MN（长为L）以速度v匀 速向右运动，则分别用法拉第电磁感应定 律，和动生电动势计算式表示出
谢谢~~
英 国 物 理 学 家 ，
一、动生电
思考：闭合线圈在磁场中运动为什么能发电？
闭合开关，使导体棒垂直磁场方向做切割磁感线运动 ，电流表指针会偏转吗？为什么？
导体棒内有没有自由移动的电荷？什么电 荷？
运动电荷在磁场中是否受力？受什么力？ 表达式是什么？
则导体棒两端形成最大电势差是多少？
*实质：英国科学家麦克斯韦指出，变化的磁场周围 产生感生电场，所以在导体内产生感生电动势。
感生电，动生电都是由磁产生电的现象， 我们叫做电磁感应现象，比较两种磁生电， 时发现有什么共同的地方？
动生电，导体切割磁感线运动，感生电， 电路内磁感应强度变化，都引起了电路内 磁通量的变化，所以电磁感应现象产生的 条件为：电路中磁通量的变化，产生感应 电动势，若电路闭合则形成感应电流，若 电路不闭合，也有感应电动势的产生
动生电动势计算表达式E=BLv
思考：同学们还能否从其他角度来证明这个公式呢？
提示：守恒思想在物理学中是帮助理解的很重要的 思想，我们前面讲过，在闭合电路中，就是一个 能量转化和守恒的过程 ，电磁感应现象也符合能 量守恒。
电路中电能从何而来？通电导体棒在磁场中受到安 培力对它做负功，将机械能转化为电能
E=BLv 在这个过程中， △Φ =B△S，△S=Lvt 所以△Φ / △t=BLv
这就证明，不论动生电还是感生电，都符合 法拉第电磁感应定律，他们是统一的
感应电动势产生的原因我们了解了，并且 掌握了计算感应电动势和感应电流的方法， 那么在电磁感应现象中，感应电动势和感 应电流的方向该如何判断呢？请同学们回 忆思考，下节课我们来一起探讨~~~