电动势的定义式是$E=W_非/q$ ,也就是与非静电力做功有关,化学中的原电池中在电解质溶液中,非静电力就将电荷从负极搬向正极,显然,在电磁感应中,也有一种力将电荷从负极搬运至正极。
这种力显然不能是安培力,因为安培力方向与电流方向垂直,不可能做功。其实,除了安培力外,运动电荷在磁场中受到洛伦兹力,它与电荷运动方向垂直,方向用左手定则判断(如图)安培力是洛伦兹力的宏观表现。
动生电动势的公式推导
首先 洛伦兹力$F=Bvq$
B是磁感应强度 v是运动电荷速率 q是电荷电量
1.平动切割
这是最常见的,在匀强磁场中,一个导体棒在向右匀速v垂直切割磁感线。
$W_非=W_洛=BvqL$(L为导体棒长度)
$E=W_非/q=BLv$就是我们熟悉的公式
2.扫动切割
一根导体棒在匀强磁场中以其一个端点为转轴,以w的角速度匀速转动。求其电动势。
这里W洛在随着电荷运动而变化,因为线速度在不断变化。
则洛伦兹力$F=Bvq=BwqL$(L为电荷距转轴的距离),可见洛伦兹力与运动距离L成正比,那么洛伦兹力做的总功就可用F-S图像求解。解得$W=(Bwq {L_1}^2)/2$($L_1$为导体棒长度)
从而$E=(Bw {L_1}^2)/2$
相关链接:
物理热词
问答
Latest
© 2019-现在 简易物理,让物理教学更简单