感应电动势的大小与线圈内磁通变化的快慢有关

实训与思考16

◆按图4-45所示接好电路。

◆在图4-45a所示的电路中，改变直导体ab切割磁感线的条件，观察现象。

你观察到了什么？____

◆在图4-45b所示的电路中，改变磁铁接近和远离的速度，观察现象。

你观察到了什么？____

图4-54 楞次定律

图4-53和图4-54所示为产生感应电动势的两种不同的途径。

在图4-53中，感应电动势的大小与导体切割运动的方向及磁场等情况有关。理论和实践表明，有效长度为L的直导体，以速度v在磁感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感线的运动时，在B、L、v互相垂直的情况下，直导体中产生的感应电动势的大小为

e=BLv （4-14）

式中 B——匀强磁场的磁感应强度，单位为T；

L——直导体的有效长度，单位为m；

v——运动电荷的运动速度，单位为m/s；(www.xing528.com)

e——感应电动势，单位为V。

如果切割磁场的速度v与磁感应强度B不垂直而成夹角α，则式（4-14）应写为

e=BLvsinα （4-15）

在应用式（4-14）计算感应电动势时，若v为平均速度，则计算结果为平均感应电动势；若v为瞬时速度，则计算结果为瞬时感应电动势。

在图4-54中，感应电动势的大小与线圈内磁通变化的快慢有关。单位时间内磁通变化的数值，称为磁通变化率。英国物理学家法拉第根据大量实验事实总结出了如下定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。这就是著名的法拉第电磁感应定律，其数学公式为

式中 ΔΦ——穿过线圈磁通的增量，单位为Wb；

Δt——磁通增加了ΔΦ所用的时间，单位为s；

e——感应电动势，单位为V。

应用式（4-16）计算出的结果为Δt时间内感应电动势的平均值。式中的负号反映了楞次定律的内容，表示感应电流的磁通总是阻碍产生感应电流的磁通的变化。这样式（4-16）不仅表示了感应电动势的大小，同时也确定了感应电动势的方向。即e值为正时，表示感应电动势的实际方向与规定的参考方向一致；e值为负时，表示感应电动势的实际方向与规定的参考方向相反。

如果线圈是多匝的，那么每匝线圈上都将产生感应电动势。所以，对于N匝线圈来说，式（4-16）应写为

其中，Ψ=NΦ，Ψ称为磁通链，简称磁链，单位为韦[伯]（Wb）。