【公式】电磁感应

1、电磁感应定律

(1)内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

(2)公式:

$$E = \dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$ 或 $$E = n\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$

① 当 $\Delta\Phi$ 仅由 $B$ 变化引起时:$$E = nS\dfrac{\Delta B}{\Delta t}$$

② 当 $\Delta\Phi$ 仅由 $S$ 变化引起时:$$E = nB\dfrac{\Delta S}{\Delta t}$$

③ 以上公式计算的是 $\Delta t$ 时间内的平均电动势。


2、导体棒平动切割磁感线

(1)$B$,$L$,$v$ 两两相互垂直:

$$E = Blv$$

(2)$B$ 与 $v$ 之间的夹角为 $\theta$ 时:

$$E = Bvl\sin\theta$$


3、导体棒绕点转动

(1)绕端点转动:

$$E = \dfrac{1}{2}Bl^2\omega$$

① 在垂直于磁感线的平面内转动。

② 绕导体棒所在直线上棒外一点,也适用。


4、矩形线圈绕对称轴转动

(1)从中性面开始:

$$E = nBS\omega\sin\omega t$$

① 当在中性面时,$E = 0$。

② 当与磁场平行时,$E = nBS\omega$,最大。

(2)从与磁场平行时开始:

$$E = nBS\omega\cos\omega t$$

① 当在中性面时,$E = 0$。

② 当与磁场平行时,$E = nBS\omega$,最大。


5、U形滑轨上导体棒在恒力作用下

(1)安培力:

$$\begin{cases} F_{\text{安}} = BIl \\ I = \dfrac{E}{R_{\text{总}}} \\ E = Blv \end{cases} \Rightarrow F_{\text{安}} = \dfrac{B^2l^2v}{R_{\text{总}}}$$

(2)平衡时:

$$F_{\text{安}} = F_{\text{外}}$$

(3)电荷量:

$$\begin{cases} \bar{E} = \dfrac{\Delta\Phi}{t} \\ \bar{I} = \dfrac{\bar{E}}{R_{\text{总}}} \\ q = \bar{I}t \end{cases} \Rightarrow q = \dfrac{\Delta\Phi}{R_{\text{总}}}$$

(4)安培力冲量:

$$\begin{cases} I_{\text{冲}} = \bar{F}t \\ \bar{F} = B\bar{I}l \\ q = \bar{I}t \end{cases} \Rightarrow I_{\text{冲}} = Blq$$

(5)合外力冲量:

$$F_{\text{外}}t – \bar{F}_{\text{安}}t = mv$$

(6)合外力做功:

$$W_{\text{外}} + W_{\text{安}} = \frac{1}{2}mv^2$$

(7)安培力做功:

$$W_{\text{安}} = -Q_{\text{热}}$$


6、线圈自感电动势

(1)自感电动势:

$$E = L\dfrac{\Delta I}{\Delta t}$$

① $L$ 是自感系数。

② 自感电动势与电流变化率成正比。