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§42
法拉第电磁感应定律楞次定律
421法拉第电磁感应定律
当通过闭合线圈的磁通量变化时线圈中有感应电流产生而电流的产生必与某种电动势的存在相联系这种由于磁通量变化而引起的电动势称做感应电动势感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质因为感应电流的大小随线圈的电阻而变而感应电动势仅与磁通量的变化有关与线圈电阻无关特别是当线圈不闭合时只要有磁通变化线圈内就有感应电动势而此时线圈内却没有感应电流这时我们还是认为发生了电磁感应现象精确的实验表明闭合回路中的感应电动势ε与穿过回路的磁通量的变化率
ΔΦ△t成正比这个结论叫做法拉第电磁感应定律即
εK
Φt
式中K是比例常数取决于εΦt的单位在国际单位制中Φ的单位为韦伯t的单位为秒ε的单位是伏特则K1
ε
Φt
这个定律告诉我们决定感应电动势大小的不是磁通量Φ本身而是Φ随时间的变化率在磁铁插在线圈内部不动时通过线圈的磁通虽然很大但并不随时间而变化那仍然没有感应电动势这个定律是实验定律它与库仑定律毕奥萨伐尔定律这两个实验定律一起撑起了电磁理论的整座大厦
422楞次定律
1834年楞次提出了判断感应电流方向的方法而根据感应电流的方向可以
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说明感应电动势的方向具体分析电磁感应实验可看到闭合回路中感应电流的方向总是使得它所激发的磁场阻止引起感应电流的磁通量的变化这个结论就是楞次定律用楞次定律来判断感应电流的方向首先判断穿过闭合回路的磁力线沿什么方向它的磁通量发生什么变化增加还是减少然后根据楞次定律来确定感应电流所激发的磁场沿何方向与原磁场反向还是同向最后根据右手定则从感应电流产生的磁场方向来确定感应电流的方向法拉第定律确定了感应电动势的大小而楞次定律确定了感应电动势的方向若要把二者统一于一个数学表达式中必须把磁通Φ和感应电动势看成代数量并对它的正负赋予确切的含义电动势和磁通量都是标量它们的正负都是相对于某一标定方向而言的动于电动势的正负先标定回路的绕行方向与此绕行方向相同的电动势为正否则为负磁通量是通过以回路为边界的面的磁力线的根数其正负有赖于这个面的法线矢量
方向的选取若B与
的夹角为锐角则Φ为正夹角为钝角Φ为负但需要注意回路绕行方向与
方向的选定并不是各自独立的任意确定二者必r