物理探究感应电流的产(磁的电流效应的发现(三)——法拉第电磁感应定律)

Posted 2023-06-02

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物理探究感应电流的产(磁的电流效应的发现(三)——法拉第电磁感应定律)

楞次定律可以定性的描述磁生电的现象，但只是描述了产生电流这个事实，那么电流从何而来？又是谁第一个开始定量的描述这一现象呢？今天我们就来一起看一看。

法拉第告诉我们感应电流是由于磁通量(磁通量的描述见前面)变化产生了感应电动势而产生的，并且感应电动势的大小可以定量描述，即感应电动势e(t) = -n(dΦ)/(dt)，按照高中课本的描述是ε=n△φ/△t。其中ε为感应电动势，n为线圈匝数，△φ磁通量的变化，△t为磁通量变化所需要的时间。

由于磁通量φ=BS，那么感应电动势就有两种类型，一种是面积在变，称之为动生电动势，本质上是洛伦兹力的分力做功，在导体棒切割磁力线运动时，也可以用E=BLVsinθ，(θ为电流与BV平面的夹角)，L为导体棒的长度求解，一种是磁感应强度在变，称之为感生电动势。

电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。右手定则内容：伸平右手使拇指与四指垂直，手心向着磁场的N极，拇指的方向与导体运动的方向一致，四指所指的方向即为导体中感应电流的方向（感应电动势的方向与感应电流的方向相同）。

注意：磁通量的变化可以产生感应电动势，但是感应电动势产生的真正原因是洛伦兹力分力做功，所以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，感应电动势均会产生。或者说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。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。所以我们可以说，磁通量只针对B和S，S是指定的一个面，这个面究竟是闭合线圈还是不闭合线圈，与计算磁通量没关系；甚至，有没有这个线圈，都不影响计算。

而感应电流产生的条件：

1．电路是闭合且通的；

2．穿过闭合电路的磁通量发生变化。

（若缺少一个条件，就不会有感应电流产生）。

有些物理学家注意到法拉第定律是一条描述两种现象的方程：由磁力在移动中的电线中产生的动生电动势，及由磁场转变而成的电力所产生的感生电动势。这确实是一个了不起的贡献。

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