感应电动势，电磁感应现象中产生的电动势

概念

我们知道，要使闭合电路中有电流，这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的。在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就是电源。

历史

从1825年到1826年之间，格奥尔格·欧姆做了很多有关于电路的实验。1827年，在他发表的书《直流电路的数学研究》（Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet）里面，论述了很多这些实验和从这些实验中得到的结果，包括著名的“欧姆定律”。欧姆注意到电路所需要的电源是由电池供给的，电池与电路内的各种物理现象应该有密切关系。他推论电池具有某种“驱动力”，能够驱使电流流动于电路。他将几个伏打电池串联在一起，发觉电流与伏打电池的数量成正比。因此，他提出驱动力与电流成正比。这驱动力就是我们所知的电动势，在一个简单的电阻电路里，电动势等于电流乘以电阻。

后来，于1831年，麦可·法拉第做了一系列有关电磁感应的实验，从这些实验，他发现以下几点：

于1832年，法拉第又发现，产生于不同导线的感应电流与导线的电导率成正比。由于电导率与电阻成反比，这显示出感应作用涉及了电动势，感应电流是由电动势驱使导线的电荷移动而形成的；而且，不论导线是开电路，或是闭电路，都会感应出电动势。

说明

（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， 越小，即磁通量变化越快，感应电动势E越大。

（5）在变化时间相同时，变化量越大，表明磁通量变化越快，感应电动势E越大；反之，变化量越小，表明磁通量变化越慢，感应电动势E越小。

分类

感应电动势分为感生电动势和动生电动势。

第一类：动生电动势：

磁场恒定，导体或回路运动→动。

第二类：感生电动势：

磁场随时间变化，导体或回路静止→感。

公式

感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变的快慢有关系，

产生动生电动势的那部分做切割磁力线运动的导体就相当于电源。

理论和实践表明，长度为L的导体，以速度v在磁感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感应线运动时，在B、L、v互相垂直的情况下导体中产生的感应电动势的大小为：，式中的单位均应采用国际单位制，即伏特、特斯拉、米、米每秒。

电磁感应现象中产生的电动势。常用符号E表示。当穿过某一不闭合线圈的磁通量发生变化时，线圈中虽无感应电流，但感应电动势依旧存在。当一段导体在匀强磁场中做匀速切割磁感线运动时，不论电路是否闭合，感应电动势的大小只与磁感应强度B、导体长度L、切割速度v及v和B方向间夹角θ的正弦值成正比，即(θ为B,L,v三者间通过互相转化两两垂直所得的角)。

在导体棒不切割磁感线时，但闭合回路中有磁通量变化时，同样能产生感应电流。

在回路没有闭合，但导体棒切割磁感线时，虽不产生感应电流，但有电动势。因为导体棒做切割磁感线运动时，内部的大量自由电子有速度，便会受到洛伦兹力，向导体棒某一端偏移，直到两端积累足够电荷，电场力可以平衡磁场力，于是两端产生电势差。

应用楞次定律可以判断电流方向。

电磁感应现象

定义

电磁感应（Electromagnetic induction）又称磁电感应现象，是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。

产生条件

1.闭合回路

2.穿过闭合电路的磁通量发生变化（如果缺少一个条件，就不会有感应电流产生）

相关定则

（1）右手定则

右手定则简单展示了载流导线如何产生一个磁场。伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心（即手心正对磁场N极方向），大拇指指向导体运动的方向，那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。

（2）左手定则

左手定则反映了带电粒子（载流导线）在磁场中的受力情况。伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向带电粒子运动（电流所指）方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。