导线切割磁力线产生的感应电动势及公式和方向确定:右手定则

实验证明导线在磁场中作切割磁力线运动时会产生感应电动势;原理分析如下

感应电动势

感应电动势将一根直导线AB至于磁场中,并将该导线与测量电流的电流表相连(如右图),当导线AB从左向右与磁场作相对运动时,导线切割了磁力线,在AB导线中产生感应电动势,由于这是闭合电路,此电动势在回路中产生感应电流。所以电流表读数出现偏转。同时:如果导线AB从右向左运动,回路中也有感应电流,但电流表指针偏转方向会与前一种情况相反。但当导线AB平行于磁力线方向作上、下运动时,电流表的指针不会偏转。

此实验表明:只要导体切割磁力线,就有感应电动势产生。

感应电动势方向(或感应电流方向)与磁场方向、导体运动方向都有关系,他们之间的相互关系可用右手定则确定。

感应电动势公式

实验还证明,在均匀磁场中,导线做作其他歌磁力线运动而产生的感应电动势的大小与磁感应强度B、导线长度L、导体运动的速度V、导体运动方向与磁场方向之间的夹角θ(念西塔)的正弦有关。其数据额表达式为:

感应电动势公式

上述公式中各符号代表的意思分别是:

  • B:表示均匀磁场的磁感应强度,单位(T、特)
  • L:导体长度,单位(m、米)
  • θ:磁场方向与导体运动方向之间的夹角,单位(°、度)
  • E:导体两端的感应电动势,单位(V、伏)

由上面的公式可知:当θ=90°是,此时E=BLV为最大值,而当θ=0°时,即导体沿着磁力线方向运动时,导体中感应电动势为零。

感应电动势方向:右手定则

右手定则上面讲到用右手定则来确定感应电动势方向与磁场、导体方向之间的关系,而之前我们也学过一个右手定则,叫做安倍右手定则(也叫右手螺旋定则),他们之间在理解上是有一点差别。

此右手定则操作方法如右图所示:伸开右手,让磁力线垂直穿过掌心,使大拇指指向导体切割磁力线的运动方向,其余四指指向就表示感应电动势方向。如果电路时闭合的,它也是感应电流的方向(应注意的是,伸开右手后,大拇指应与其他四指在同一平面内,并相互垂直)。

发电机就是根据这一原理工作的,所以以前这个右手定则又称为“发电机定则”。

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