法拉第電磁感應(yīng)定律

發(fā)布：2018-10-18 | 點擊：人次

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法拉第電磁感應(yīng)定律公式：e=△Φ/△t；還有一個電動勢的求法：e=blv，它是上述定義式的特殊推導(dǎo)，應(yīng)用這個公式時，閉合線圈內(nèi)磁通量變化的是導(dǎo)體棒的切割運動，是法拉第電磁感應(yīng)定律的推論。

什么是電磁感應(yīng)定律

電磁感應(yīng)定律也叫法拉第電磁感應(yīng)定律，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，例如，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流，產(chǎn)生的電動勢（電壓）稱為感應(yīng)電動勢。

電磁感應(yīng)定律中電動勢的方向可以通過楞次定律或右手定則來確定。右手定則內(nèi)容：伸平右手使姆指與四指垂直，手心向著磁場的N極，姆指的方向與導(dǎo)體運動的方向一致，四指所指的方向即為導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向（感應(yīng)電動勢的方向與感應(yīng)電流的方向相同）。楞次定律指出：感應(yīng)電流的磁場要阻礙原磁通的變化。簡而言之，就是磁通量變大，產(chǎn)生的電流有讓其變小的趨勢；而磁通量變小，產(chǎn)生的電流有讓其變大的趨勢。

法拉第電磁感應(yīng)定律

電磁感應(yīng)定律誰發(fā)現(xiàn)的

法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，近三十年的中學(xué)物理教學(xué)中，所使用的教材中也都寫道，是法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。而普通高中課程標準實驗教科書人教版2010年4月第3版第15頁寫道，紐曼（F.E.Neumann，1798—1895）、韋伯（W.E.Weber，1804——1891）在對理論和實驗資料進行嚴格分析后，于1845年和1846年先后指出，閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，后人稱之為法拉第電磁感應(yīng)定律。這就是說，筆者在上中學(xué)、大學(xué)及中學(xué)物理教學(xué)中所使用的教材學(xué)中對電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)者都講錯了。那么，到底是誰發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律？要回答清楚這個問題，須弄清法拉第（MichaelFaraday，1791——1867）、楞次（HeinrichFriedrichEmilLenz1804——1865）紐曼、韋伯對電磁感應(yīng)的貢獻。

電磁感應(yīng)定律

電磁感應(yīng)定律的發(fā)展歷程

1、概述

法拉第定律zui初是一條基于觀察的實驗定律。后來被正式化，其偏導(dǎo)數(shù)的限制版本，跟其他的電磁學(xué)定律一塊被列麥克斯韋方程組的現(xiàn)代赫維賽德版本。

法拉第電磁感應(yīng)定律是基于法拉第于1831年所作的實驗。這個效應(yīng)被約瑟·亨利于大約同時發(fā)現(xiàn)，但法拉第的發(fā)表時間較早。

見麥克斯韋討論電動勢的原著。

于1834年由波羅的海德國科學(xué)家海因里希·楞次發(fā)現(xiàn)的楞次定律，提供了感應(yīng)電動勢的方向，及生成感應(yīng)電動勢的電流方向。

2、提出問題

1820年H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)后，有許多物理學(xué)家便試圖尋找它的逆效應(yīng)，提出了磁能否產(chǎn)生電，磁能否對電作用的問題。

3、法拉第電磁感應(yīng)定律研究

1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測量地磁強度時，偶然發(fā)現(xiàn)金屬對附近磁針的振蕩有阻尼作用。

1824年，阿喇戈根據(jù)這個現(xiàn)象做了銅盤實驗，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉(zhuǎn)，但磁針的旋轉(zhuǎn)與銅盤不同步。稍滯后，電磁阻尼和電磁驅(qū)動是zui早發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但由于沒有直接表現(xiàn)為感應(yīng)電流，當(dāng)時未能予以說明。

4、法拉第電磁感應(yīng)律的提出

1831年8月，法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞兩個線圈，其一為閉合回路，在導(dǎo)線下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開關(guān)，形成有電源的閉合回路。實驗發(fā)現(xiàn)，合上開關(guān)，磁針偏轉(zhuǎn)；切斷開關(guān)，磁針反向偏轉(zhuǎn)，這表明在無電池組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識到，這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個實驗，把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為5類：變化的電流，變化的磁場，運動的恒定電流，運動的磁鐵，在磁場中運動的導(dǎo)體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。進而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，他由此認識到，感應(yīng)電流是由與導(dǎo)體性質(zhì)無關(guān)的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的，即使沒有回路沒有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動勢依然存在。

后來，給出了確定感應(yīng)電流方向的楞次定律以及描述電磁感應(yīng)定量規(guī)律的法拉第電磁感應(yīng)定律。并按產(chǎn)生原因的不同，把感應(yīng)電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種，前者起源于洛倫茲力，后者起源于變化磁場產(chǎn)生的有旋電場。

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電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

1、發(fā)電機

由法拉第電磁感應(yīng)定律因電路及磁場的相對運動所造成的電動勢，是發(fā)電機背后的根本現(xiàn)象。當(dāng)永久性磁鐵相對于一導(dǎo)電體運動時（反之亦然），就會產(chǎn)生電動勢。如果電線這時連著電負載的話，電流就會流動，并因此產(chǎn)生電能，把機械運動的能量轉(zhuǎn)變成電能。例如，鼓輪發(fā)電機。另一種實現(xiàn)這種構(gòu)想的發(fā)電機就是法拉第碟片。

2、變壓器

法拉第定律所預(yù)測的電動勢，同時也是變壓器的運作原理。當(dāng)線圈中的電流轉(zhuǎn)變時，轉(zhuǎn)變中的電流生成一轉(zhuǎn)變中的磁場。在磁場作用范圍中的第二條電線，會感受到磁場的轉(zhuǎn)變，于是自身的耦合磁通量也會轉(zhuǎn)變。因此，第二個線圈內(nèi)會有電動勢，這電動勢被稱為感應(yīng)電動勢或變壓器電動勢。如果線圈的兩端是連接著一個電負載的話，電流就會流動。