如何判断感生电动势和动生电动势。
1、法拉第电磁感应定律的角度
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小为E=n△φ/△t,当磁感应强度不变而回路面积在变化时,此回路中的电动势就是动生电动势。
由此可以设计这样一个实验,金属棒ab向右匀速运动,穿过回路的磁通量发生变化,说明回路中有感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律可以算出这个过程中的平均电动势E=B△S/△t=BLvt/t=BLv,又因为整个回路中只有金属棒ab在运动,也就是回路的电动势只有ab贡献,说明金属棒ab因平动产生的动生电动势为E=BLv。
2、路端电压与电动势关系角度
一个电源(比如干电池)做好了,它的电动势就确定了,怎么测量呢?如果我们有理想电压表,那么将理想电压表接在电源正负极,其读数就是该电源的电动势,当然这在实验中是不可能实现的,因为没有理想电压表。
但是,当一个电源没有工作时,也就是不接外电路时,其正负两极是存在电压的,只不过我们测不出来而已,并且,这个电压在数值上就等于电源电动势。
这是因为外电路电阻无穷大,电路中电流为零,而内阻是有限值,因此内阻上的电压为零,根据闭合电路欧姆定律可知此时外电路的电压就等于电源电动势。
一根金属棒在匀强磁场中运动,没有接外电路(也就是外电路电阻无穷大)。我们来分析一下过程。当金属棒向右运动时,内部的自由电子在洛伦兹力的作用下向下运动,并累积在金属棒下端,金属棒的上端由于少了电子而带正电,这时候正负电荷之间会形成电场。
接下来的电子想要继续移动,除了受到洛伦兹力还会受到静电力的作用,开始的时候洛伦兹力比较大,两端会继续积累电荷,随着电荷越积越多,电场力会越来越大,直到电场力与洛伦兹力平衡,也就是qE场=qvB。
(由于电动势和电场强度在物理里面均用E表示,为区分特此下标E场表示电场强度)就不再有电荷定向移动了。这其实就类似于速度选择器、霍尔效应等。
现在知道了稳定的时候金属棒内部的电场强度,就可以算出两端的电压了,根据U=E场L=vBl,可知U=BLv,由此推得E=BLv。
扩展资料
(1)不论电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势,产生感应电动势是电磁感应现象的本质。
(2)磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通量变化了,电路中就会产生感应电动势,再若电路又是闭合的,电路中将会有感应电流。
(3)产生感应电流只不过是一个现象,它表示电路中在输送着电能;而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质,它表示电路已经具备了随时输出电能的能力。
(4)在磁通量变化△φ相同时,所用的时间△t越大,即磁通量变化越慢,感应电动势E越小;反之, △t越小,即磁通量变化越快,感应电动势E越大。
(5)在变化时间△t相同时,变化量△φ越大,表明磁通量变化越快,感应电动势E越大;反之,变化量△φ越小,表明磁通量变化越慢,感应电动势E越小。
参考资料来源:百度百科-感应电动势