實驗證明導線在磁場中作切割磁力線運動時會產(chǎn)生感應電動勢;原理分析如下
感應電動勢將一根直導線AB至于磁場中,并將該導線與測量電流的電流表相連(如右圖),當導線AB從左向右與磁場作相對運動時,導線切割了磁力線,在AB導線中產(chǎn)生感應電動勢,由于這是閉合電路,此電動勢在回路中產(chǎn)生感應電流。所以電流表讀數(shù)出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。同時:如果導線AB從右向左運動,回路中也有感應電流,但電流表指針偏轉(zhuǎn)方向會與前一種情況相反。但當導線AB平行于磁力線方向作上、下運動時,電流表的指針不會偏轉(zhuǎn)。
此實驗表明:只要導體切割磁力線,就有感應電動勢產(chǎn)生。
感應電動勢方向(或感應電流方向)與磁場方向、導體運動方向都有關(guān)系,他們之間的相互關(guān)系可用右手定則確定。
感應電動勢公式實驗還證明,在均勻磁場中,導線做作其他歌磁力線運動而產(chǎn)生的感應電動勢的大小與磁感應強度B、導線長度L、導體運動的速度V、導體運動方向與磁場方向之間的夾角θ(念西塔)的正弦有關(guān)。其數(shù)據(jù)額表達式為:
上述公式中各符號代表的意思分別是:
- B:表示均勻磁場的磁感應強度,單位(T、特)
- L:導體長度,單位(m、米)
- θ:磁場方向與導體運動方向之間的夾角,單位(°、度)
- E:導體兩端的感應電動勢,單位(V、伏)
由上面的公式可知:當θ=90°是,此時E=BLV為最大值,而當θ=0°時,即導體沿著磁力線方向運動時,導體中感應電動勢為零。
感應電動勢方向:右手定則上面講到用右手定則來確定感應電動勢方向與磁場、導體方向之間的關(guān)系,而之前我們也學過一個右手定則,叫做安倍右手定則(也叫右手螺旋定則),他們之間在理解上是有一點差別。
此右手定則操作方法如右圖所示:伸開右手,讓磁力線垂直穿過掌心,使大拇指指向?qū)w切割磁力線的運動方向,其余四指指向就表示感應電動勢方向。如果電路時閉合的,它也是感應電流的方向(應注意的是,伸開右手后,大拇指應與其他四指在同一平面內(nèi),并相互垂直)。
發(fā)電機就是根據(jù)這一原理工作的,所以以前這個右手定則又稱為“發(fā)電機定則”。