感应电动势——动生电动势

法拉第电磁感应定律告诉我们感应电动势的产生是由于磁通量的变化而产生的。那么从今天开始我们就来具体看一看磁通量变化的原因不同而产生的不同的感应电动势。首先看一下第一种。
动生电动势:导体以垂直于磁感线的方向在磁场中运动,在同时垂直于磁场和运动方向的两端产生的电动势,称为动生电动势。
假设,电荷Q在非静电力的作用下移动了一个电动势源(电路学里,电动势表征一些电路元件供应电能的特性,这些电路元件称为“电动势源)后,获得了能量W,则此元件的电动势定义为ε=U/Q。通常,这能量是分离正负电荷所做的功,由于这正负电荷被分离至元件的两端,会出现对应电场与电压差。
如图,移动于磁场的细直导线,内部电荷会感受到洛伦兹力,从而造成正负电荷分离至直棍的两端。这动作会形成一个电场与伴随的电场力,抗拒洛伦兹力,直到两种作用力达成平衡。设回路正方向为顺时针,通过回路磁通量为:φ=BLx,动生电动势为:ε=-△φ/△t=-BL△x/△t=BLv,负号表明动生电动势方向是反时针,说白了负号就是阻碍的意思。当然这与楞次定律并不矛盾。
可见,动生电动势的非静电力是洛仑兹力!洛仑兹力克服静电场力,将电子从高电位移向低电位作功,使导体ab两端形成电势差,产生电动势。
求解动生电动势的方法:
  1. 确定载流导线的磁场大小和方向;
  2. 由公式求导线中的动生电动势;
  3. 确定动生电动势方向:根据右手定则,通过右手的手掌和手指的方向来记忆导线切割磁感线时所产生的电流的方向,即:伸开右手,让拇指与其余四个手指呈90°,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从手心进入,并使拇指指向导线运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。当然笔者喜欢用楞次定律判断这个方向。

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