1、法拉第電磁感應定律的角度根據法拉第電磁感應定律,感應電動勢的大小為E=n△φ/△t,當磁感應強度不變而回路面積在變化時,此迴路中的電動勢就是動生電動勢。由此可以設計這樣一個實驗,金屬棒ab向右勻速運動,穿過迴路的磁通量發生變化,說明迴路中有感應電動勢。根據法拉第電磁感應定律可以算出這個過程中的平均電動勢E=B△S/△t=BLvt/t=BLv,又因為整個迴路中只有金屬棒ab在運動,也就是迴路的電動勢只有ab貢獻,說明金屬棒ab因平動產生的動生電動勢為E=BLv。2、路端電壓與電動勢關係角度一個電源(比如干電池)做好了,它的電動勢就確定了,怎麼測量呢?如果我們有理想電壓表,那麼將理想電壓表接在電源正負極,其讀數就是該電源的電動勢,當然這在實驗中是不可能實現的,因為沒有理想電壓表。但是,當一個電源沒有工作時,也就是不接外電路時,其正負兩極是存在電壓的,只不過我們測不出來而已,並且,這個電壓在數值上就等於電源電動勢。這是因為外電路電阻無窮大,電路中電流為零,而內阻是有限值,因此內阻上的電壓為零,根據閉合電路歐姆定律可知此時外電路的電壓就等於電源電動勢。一根金屬棒在勻強磁場中運動,沒有接外電路(也就是外電路電阻無窮大)。我們來分析一下過程。當金屬棒向右運動時,內部的自由電子在洛倫茲力的作用下向下運動,並累積在金屬棒下端,金屬棒的上端由於少了電子而帶正電,這時候正負電荷之間會形成電場。接下來的電子想要繼續移動,除了受到洛倫茲力還會受到靜電力的作用,開始的時候洛倫茲力比較大,兩端會繼續積累電荷,隨著電荷越積越多,電場力會越來越大,直到電場力與洛倫茲力平衡,也就是qE場=qvB。(由於電動勢和電場強度在物理裡面均用E表示,為區分特此下標E場表示電場強度)就不再有電荷定向移動了。這其實就類似於速度選擇器、霍爾效應等。現在知道了穩定的時候金屬棒內部的電場強度,就可以算出兩端的電壓了,根據U=E場L=vBl,可知U=BLv,由此推得E=BLv。擴充套件資料(1)不論電路是否閉合,只要穿過電路的磁通量發生變化,電路中就產生感應電動勢,產生感應電動勢是電磁感應現象的本質。(2)磁通量是否變化是電磁感應的根本原因。若磁通量變化了,電路中就會產生感應電動勢,再若電路又是閉合的,電路中將會有感應電流。(3)產生感應電流只不過是一個現象,它表示電路中在輸送著電能;而產生感應電動勢才是電磁感應現象的本質,它表示電路已經具備了隨時輸出電能的能力。(4)在磁通量變化△φ相同時,所用的時間△t越大,即磁通量變化越慢,感應電動勢E越小;反之, △t越小,即磁通量變化越快,感應電動勢E越大。(5)在變化時間△t相同時,變化量△φ越大,表明磁通量變化越快,感應電動勢E越大;反之,變化量△φ越小,表明磁通量變化越慢,感應電動勢E越小。
1、法拉第電磁感應定律的角度根據法拉第電磁感應定律,感應電動勢的大小為E=n△φ/△t,當磁感應強度不變而回路面積在變化時,此迴路中的電動勢就是動生電動勢。由此可以設計這樣一個實驗,金屬棒ab向右勻速運動,穿過迴路的磁通量發生變化,說明迴路中有感應電動勢。根據法拉第電磁感應定律可以算出這個過程中的平均電動勢E=B△S/△t=BLvt/t=BLv,又因為整個迴路中只有金屬棒ab在運動,也就是迴路的電動勢只有ab貢獻,說明金屬棒ab因平動產生的動生電動勢為E=BLv。2、路端電壓與電動勢關係角度一個電源(比如干電池)做好了,它的電動勢就確定了,怎麼測量呢?如果我們有理想電壓表,那麼將理想電壓表接在電源正負極,其讀數就是該電源的電動勢,當然這在實驗中是不可能實現的,因為沒有理想電壓表。但是,當一個電源沒有工作時,也就是不接外電路時,其正負兩極是存在電壓的,只不過我們測不出來而已,並且,這個電壓在數值上就等於電源電動勢。這是因為外電路電阻無窮大,電路中電流為零,而內阻是有限值,因此內阻上的電壓為零,根據閉合電路歐姆定律可知此時外電路的電壓就等於電源電動勢。一根金屬棒在勻強磁場中運動,沒有接外電路(也就是外電路電阻無窮大)。我們來分析一下過程。當金屬棒向右運動時,內部的自由電子在洛倫茲力的作用下向下運動,並累積在金屬棒下端,金屬棒的上端由於少了電子而帶正電,這時候正負電荷之間會形成電場。接下來的電子想要繼續移動,除了受到洛倫茲力還會受到靜電力的作用,開始的時候洛倫茲力比較大,兩端會繼續積累電荷,隨著電荷越積越多,電場力會越來越大,直到電場力與洛倫茲力平衡,也就是qE場=qvB。(由於電動勢和電場強度在物理裡面均用E表示,為區分特此下標E場表示電場強度)就不再有電荷定向移動了。這其實就類似於速度選擇器、霍爾效應等。現在知道了穩定的時候金屬棒內部的電場強度,就可以算出兩端的電壓了,根據U=E場L=vBl,可知U=BLv,由此推得E=BLv。擴充套件資料(1)不論電路是否閉合,只要穿過電路的磁通量發生變化,電路中就產生感應電動勢,產生感應電動勢是電磁感應現象的本質。(2)磁通量是否變化是電磁感應的根本原因。若磁通量變化了,電路中就會產生感應電動勢,再若電路又是閉合的,電路中將會有感應電流。(3)產生感應電流只不過是一個現象,它表示電路中在輸送著電能;而產生感應電動勢才是電磁感應現象的本質,它表示電路已經具備了隨時輸出電能的能力。(4)在磁通量變化△φ相同時,所用的時間△t越大,即磁通量變化越慢,感應電動勢E越小;反之, △t越小,即磁通量變化越快,感應電動勢E越大。(5)在變化時間△t相同時,變化量△φ越大,表明磁通量變化越快,感應電動勢E越大;反之,變化量△φ越小,表明磁通量變化越慢,感應電動勢E越小。