什么是電磁感應定律

　　電磁感應定律也叫法拉第電磁感應定律，電磁感應現(xiàn)象是指因磁通量變化產生感應電動勢的現(xiàn)象，例如，閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時，導體中就會產生電流，產生的電流稱為感應電流，產生的電動勢（電壓）稱為感應電動勢。

　　電磁感應定律中電動勢的方向可以通過楞次定律或右手定則來確定。右手定則內容：伸平右手使姆指與四指垂直，手心向著磁場的N極，姆指的方向與導體運動的方向一致，四指所指的方向即為導體中感應電流的方向（感應電動勢的方向與感應電流的方向相同）。楞次定律指出：感應電流的磁場要阻礙原磁通的變化。簡而言之，就是磁通量變大，產生的電流有讓其變小的趨勢；而磁通量變小，產生的電流有讓其變大的趨勢。

　　電磁感應定律誰發(fā)現(xiàn)的

　　法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，近三十年的中學物理教學中，所使用的教材中也都寫道，是法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律。而普通高中課程標準實驗教科書人教版2010年4月第3版第15頁寫道，紐曼（F.E.Neumann，1798—1895）、韋伯（W.E.Weber，1804——1891）在對理論和實驗資料進行嚴格分析后，于1845年和1846年先后指出，閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，后人稱之為法拉第電磁感應定律。這就是說，筆者在上中學、大學及中學物理教學中所使用的教材學中對電磁感應定律的發(fā)現(xiàn)者都講錯了。那么，到底是誰發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律？要回答清楚這個問題，須弄清法拉第（MichaelFaraday，1791——1867）、楞次（HeinrichFriedrichEmilLenz1804——1865）紐曼、韋伯對電磁感應的貢獻。

　　電磁感應定律的發(fā)展歷程

　　1、概述

　　法拉第定律最初是一條基于觀察的實驗定律。后來被正式化，其偏導數(shù)的限制版本，跟其他的電磁學定律一塊被列麥克斯韋方程組的現(xiàn)代赫維賽德版本。

　　法拉第電磁感應定律是基于法拉第于1831年所作的實驗。這個效應被約瑟·亨利于大約同時發(fā)現(xiàn)，但法拉第的發(fā)表時間較早。

　　見麥克斯韋討論電動勢的原著。

　　于1834年由波羅的海德國科學家海因里希·楞次發(fā)現(xiàn)的楞次定律，提供了感應電動勢的方向，及生成感應電動勢的電流方向。

　　2、提出問題

　　1820年H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應后，有許多物理學家便試圖尋找它的逆效應，提出了磁能否產生電，磁能否對電作用的問題。

　　3、研究

　　1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測量地磁強度時，偶然發(fā)現(xiàn)金屬對附近磁針的振蕩有阻尼作用。

　　1824年，阿喇戈根據(jù)這個現(xiàn)象做了銅盤實驗，發(fā)現(xiàn)轉動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉，但磁針的旋轉與銅盤不同步。稍滯后，電磁阻尼和電磁驅動是最早發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象，但由于沒有直接表現(xiàn)為感應電流，當時未能予以說明。

　　4、定律提出

　　1831年8月，法拉第在軟鐵環(huán)兩側分別繞兩個線圈，其一為閉合回路，在導線下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開關，形成有電源的閉合回路。實驗發(fā)現(xiàn)，合上開關，磁針偏轉；切斷開關，磁針反向偏轉，這表明在無電池組的線圈中出現(xiàn)了感應電流。法拉第立即意識到，這是一種非恒定的暫態(tài)效應。緊接著他做了幾十個實驗，把產生感應電流的情形概括為5類：變化的電流，變化的磁場，運動的恒定電流，運動的磁鐵，在磁場中運動的導體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應。進而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導體回路中產生的感應電流與導體的導電能力成正比，他由此認識到，感應電流是由與導體性質無關的感應電動勢產生的，即使沒有回路沒有感應電流，感應電動勢依然存在。

　　后來，給出了確定感應電流方向的楞次定律以及描述電磁感應定量規(guī)律的法拉第電磁感應定律。并按產生原因的不同，把感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種，前者起源于洛倫茲力，后者起源于變化磁場產生的有旋電場。

　　電磁感應定律的應用

　　1、發(fā)電機

　　由法拉第電磁感應定律因電路及磁場的相對運動所造成的電動勢，是發(fā)電機背后的根本現(xiàn)象。當永久性磁鐵相對于一導電體運動時（反之亦然），就會產生電動勢。如果電線這時連著電負載的話，電流就會流動，并因此產生電能，把機械運動的能量轉變成電能。例如，鼓輪發(fā)電機。另一種實現(xiàn)這種構想的發(fā)電機就是法拉第碟片。

　　2、變壓器

　　法拉第定律所預測的電動勢，同時也是變壓器的運作原理。當線圈中的電流轉變時，轉變中的電流生成一轉變中的磁場。在磁場作用范圍中的第二條電線，會感受到磁場的轉變，于是自身的耦合磁通量也會轉變。因此，第二個線圈內會有電動勢，這電動勢被稱為感應電動勢或變壓器電動勢。如果線圈的兩端是連接著一個電負載的話，電流就會流動。

　　3、電磁流量計

　　法拉第定律可被用于量度導電液體或等離子體狀物的流動，這樣一個儀器被稱為電磁流量計。