老师
同学们,根据前面电路的知识,我们知道要是闭合回路中有持续的电流,就必须有电源,电流是由于电动室而产生的。电磁感应中,如果回路不闭合,虽无感应电流,但感应电动室仍存在。因此感应电动室比感应电流更能反映电子感应现象的本质。确切的讲,电磁感应现象应当这样来理解,当穿过回路的通量发生变化时,回路中就会产生感应电动室。这节课我们就一起来研究一下导体切割磁感线时产生的感应电动室。
老师
什么是感应电动室?当穿过回路的自动量发生变化时产生的电动室就叫做感应电动室。我们知道,当闭合回路的一段导体切割磁感线时,会产生感应电流,感应电动室就产生在这段导体上,这段导体就是整个回路的电源。那么这个电源的正负极是怎样的?我们来看一下这样一个电路,导体棒a、 b 放在两根平行指导轨上,导轨的一端和电阻 r 连接,整个装置处在一个垂直导轨平面的云墙磁场中,此感应强度大小为b。当a、 b 向右运动时,整个回路中将会产生感应电流,a、 b 即为电源。
老师
根据右手定则,我们可以判断出导体棒a、 b 中的电流方向为 b 到 a 方向。由闭合电路的相关知识,我们知道电源内部电流由负极流向正极,因此我们可以判断出 a 为电源正极, b 为电源负极。在电源外部及外电路中,电流从正极流向负极。导体切割磁感线时产生的感应电动式大小与什么因素有关?接着刚才的分析,a、 b 导体在磁场中向右运动时,将会产生 b 到 a 方向的感应电流。由左手定则可知,a、 b 将受到磁场向左的安培力作用。为了维持它做匀速运动,必须有跟安培力大小相等方向相反的外力作用于导体。外力对导体做正功为系统输入能量,这些能量最后全部转化为电能。
老师
设a、 b 受到的拉力为f,匀速运动的速度为v,感应电动式为e,感应电流为i,时间t,内棒运动的位移为s。由于外力做的功等于整个回路产生的电能,即有 FS 等于EIT,因为匀速,故 f 等于安培力,等于BILS,等于VT。代入上市约去电流强度 i 和时间t。
老师
我们可以得到感应电动室的大小为e,等于BLV,这是在 BLV 三者互相垂直情况下的结论。我们来看这样一道例题,如图,以金属圆环半径为a,圆环内存在数值向下,此感应强度为 b 的匀强磁场。一长度为2A,粗细均匀的金属棒 m n。以恒定速度 v 向右移动,以向右为正方向建立 x 轴,圆环的左端点为x,等于 0 处。金属棒查看隐藏内容