(一)口诀
周边磁场变化时,线圈产生电动势。
两个数据成正比,匝数、磁通变化率。
这个磁场何方向?外来磁场反方向。
(二)说明
1.电磁感应和电磁感应定律
设有一个匝数为w的线圈放在磁场中,不论什么原因,如外来磁场靠近或离开线圈、线圈本身的移动或转动、磁场强度发生变化等,造成了和线圈交链的磁通Φ随时间发生变化时,线圈内都会感应出电动势(本口诀“周边磁场变化时,线圈产生电动势”),这种现象叫做电磁感应,这样产生的电动势称作感应电动势。若线圈两端通过导体形成闭合回路,该回路中就会有电流流通,这种电流被称为感应电流。
由电磁感应产生的电动势与线圈的匝数和磁通的变化率成正比(本口诀“两个数据成正比,匝数、磁通变化率”)。该定律被称作“法拉第电磁感应定律”。数学关系表示见式(1-43)。这一规律是由法拉第在1831年通过多次实验总结发现的(本口诀“电磁感应成定律,发现之人法拉第”)。
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法拉第是一位英国科学家,全名为迈克尔·法拉第(Mi-chael Faraday),1791—1867,如图1-33所示。
图1-33 法拉第
图1-34给出了一套验证电磁感应现象的实验装置。当将一个条形磁铁顺着一个线圈的轴线靠近线圈,直至插入线圈内圆时,与线圈两端连接的一个检流计(一种量程很小并且很灵敏的直流电流表,零位在刻度盘的中心部位)的指针就会朝一个方向摆动。磁铁移动的速度越快,指针摆动的幅度也会越大。若将磁铁移开线圈,检流计的指针将会朝另一个方向摆动。另外,当磁铁移动的速度相同时,换用一个不同匝数的线圈时,检流计的指针摆动幅度会随着匝数的变多或变少而增大或减小。这个实验结果验证了上述电磁感应定律。
图1-34 电磁感应试验示意图
2.楞次定律
前面讲过,若线圈两端通过导体形成闭合回路,该回路中就会有电流流通。在线圈内流过的电流将产生磁场。实验表明该磁场的磁通起着反对原磁通变化的作用。这就是式(1-43)中负号“-”的来源。这一定律是楞次发现的,所以被称作楞次定律。楞次是俄国物理学家和地球物理学家,全名为海因里希·楞次(1804—1865),如图1-35所示。
图1-35 楞次
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