感應(yīng)電動勢公式推導(dǎo)
公式E=Blv
單獨一根導(dǎo)體棒切割磁感線時,產(chǎn)生的電動勢大小為E=Blv;這里的Blv三者垂直,如果不垂直,需要將l等效替換,將v投影。
E=Blv與E=△Φ/△t的區(qū)別、聯(lián)系
聯(lián)系
由公式E=△Φ/△t推導(dǎo)E=Blv的過程。
如圖,在某個△t時間內(nèi)容,導(dǎo)體棒運行的距離為v*△t,磁通量的變化量為△Φ=B*△S=B*l*v*△t,顯然E=△Φ/△t=Blv;
也就是說,當(dāng)△Φ的變化,是由于單根導(dǎo)體棒切割引起的時,E=Blv與E=△Φ/△t是相通的。
區(qū)別
E=Blv僅僅使用與單根導(dǎo)體棒切割引起Φ的變化,其他情況(如B變化、面積S是圓周狀且半徑均勻增大等)只能用E=△Φ/△t。
當(dāng)沒有閉合線圈時,不能用E=△Φ/△t;但可以用E=Blv來求解導(dǎo)體棒上電動勢,這種情況是有感應(yīng)電動勢但無感應(yīng)電流。下面我們來做一個解釋。
沒有感應(yīng)電流可以有感應(yīng)電動勢
很多學(xué)生對此有疑問,高中物理網(wǎng)編輯在這里簡單做個說明。雖然不產(chǎn)生感應(yīng)電流,但可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
在咱們高中課本中,電動勢的概念最早源于哪里?是恒定電路;不明白的同學(xué)去看物理選修3-1第二章內(nèi)容。
這里提到的感應(yīng)電動勢,也是電動勢(的一種),只不過是由感應(yīng)(電磁感應(yīng))產(chǎn)生的而已;本質(zhì)上不是有電源產(chǎn)生的,而是通過其他能量產(chǎn)生的。
舉個例子,感應(yīng)電動勢與電動勢,就像是黑貓是貓一樣的道理。
因此,我們可以借助于電源的電動勢與電流來理解感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系。物理網(wǎng)編輯給大家做一個簡要說明,如下:
有電源,在沒有導(dǎo)線連接成電路的情況下,沒有電流;此時有電壓、沒有電流。
同樣也可以適用于電磁感應(yīng)。由于切割磁感線,進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(電壓),但在沒有導(dǎo)線連接成電路的情況下,自然是沒有電流的。
大家想一想,是不是這個道理呢?
用公式E=BLv求電動勢應(yīng)注意
利用公式E=BLv求電動勢這類習(xí)題在中學(xué)物理中是常見的,但利用此公式時應(yīng)注意以下幾點。
1. 此公式的應(yīng)用對象是一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算,一般用于勻強(qiáng)磁場(或?qū)w所在位置的各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同)。
2. 此公式一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線速度相同的情況,如果導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度不同,可取其平均速度求電動勢。
感應(yīng)電動勢和感生電動勢區(qū)別
當(dāng)線圈(導(dǎo)體回路)不動而磁場變化時,穿過回路的磁通量也發(fā)生變化,由此在回路中激發(fā)的感應(yīng)電動勢叫做感生電動勢。在電路學(xué)里,電動勢(英語:electromotive force,縮寫為emf)表征一些電路元件供應(yīng)電能的特性。這些電路元件稱為“電動勢源”。電化電池、太陽能電池、燃料電池、熱電裝置、發(fā)電機(jī)等等,都是電動勢源。
感應(yīng)電動勢是在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里面既然閉合電路里有感應(yīng)電流,那么這個電路中也必定有電動勢,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。
責(zé)任編輯:YYX
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