什么是電磁感應(yīng)定律

　　電磁感應(yīng)定律也叫法拉第電磁感應(yīng)定律，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象，例如，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流，產(chǎn)生的電動(dòng)勢（電壓）稱為感應(yīng)電動(dòng)勢。

　　電磁感應(yīng)定律中電動(dòng)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(nèi)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(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向一致，四指所指的方向即為導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向（感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與感應(yīng)電流的方向相同）。楞次定律指出：感應(yīng)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(chǎn)生的電流有讓其變小的趨勢；而磁通量變小，產(chǎn)生的電流有讓其變大的趨勢。

　　電磁感應(yīng)定律誰發(fā)現(xiàn)的

　　法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，近三十年的中學(xué)物理教學(xué)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(yīng)定律。而普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，于1845年和1846年先后指出，閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)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(yīng)定律。這就是說，筆者在上中學(xué)、大學(xué)及中學(xué)物理教學(xué)中所使用的教材學(xué)中對電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)者都講錯(cuò)了。那么，到底是誰發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律？要回答清楚這個(gè)問題，須弄清法拉第（MichaelFaraday，1791——1867）、楞次（HeinrichFriedrichEmilLenz1804——1865）紐曼、韋伯對電磁感應(yīng)的貢獻(xiàn)。

　　電磁感應(yīng)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(shí)驗(yàn)定律。后來被正式化，其偏導(dǎo)數(shù)的限制版本，跟其他的電磁學(xué)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(yīng)定律是基于法拉第于1831年所作的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)效應(yīng)被約瑟·亨利于大約同時(shí)發(fā)現(xiàn)，但法拉第的發(fā)表時(shí)間較早。

　　見麥克斯韋討論電動(dòng)勢的原著。

　　于1834年由波羅的海德國科學(xué)家海因里希·楞次發(fā)現(xiàn)的楞次定律，提供了感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，及生成感應(yīng)電動(dòng)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(yīng)后，有許多物理學(xué)家便試圖尋找它的逆效應(yīng)，提出了磁能否產(chǎn)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(qiáng)度時(shí)，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(gè)現(xiàn)象做了銅盤實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤會(huì)帶動(dòng)上方自由懸掛的磁針旋轉(zhuǎn)，但磁針的旋轉(zhuǎn)與銅盤不同步。稍滯后，電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)是最早發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但由于沒有直接表現(xiàn)為感應(yīng)電流，當(dāng)時(shí)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(cè)分別繞兩個(gè)線圈，其一為閉合回路，在導(dǎo)線下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開關(guān)，形成有電源的閉合回路。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合上開關(guān)，磁針偏轉(zhuǎn)；切斷開關(guān)，磁針反向偏轉(zhuǎn)，這表明在無電池組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識(shí)到，這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為5類：變化的電流，變化的磁場，運(yùn)動(dòng)的恒定電流，運(yùn)動(dòng)的磁鐵，在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。進(jìn)而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，他由此認(rèn)識(shí)到，感應(yīng)電流是由與導(dǎo)體性質(zhì)無關(guān)的感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生的，即使沒有回路沒有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢依然存在。

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

　　電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

　　1、發(fā)電機(jī)

　　由法拉第電磁感應(yīng)定律因電路及磁場的相對運(yùn)動(dòng)所造成的電動(dòng)勢，是發(fā)電機(jī)背后的根本現(xiàn)象。當(dāng)永久性磁鐵相對于一導(dǎo)電體運(yùn)動(dòng)時(shí)（反之亦然），就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢。如果電線這時(shí)連著電負(fù)載的話，電流就會(huì)流動(dòng)，并因此產(chǎn)生電能，把機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)變成電能。例如，鼓輪發(fā)電機(jī)。另一種實(shí)現(xiàn)這種構(gòu)想的發(fā)電機(jī)就是法拉第碟片。

　　2、變壓器

　　法拉第定律所預(yù)測的電動(dòng)勢，同時(shí)也是變壓器的運(yùn)作原理。當(dāng)線圈中的電流轉(zhuǎn)變時(shí)，轉(zhuǎn)變中的電流生成一轉(zhuǎn)變中的磁場。在磁場作用范圍中的第二條電線，會(huì)感受到磁場的轉(zhuǎn)變，于是自身的耦合磁通量也會(huì)轉(zhuǎn)變。因此，第二個(gè)線圈內(nèi)會(huì)有電動(dòng)勢，這電動(dòng)勢被稱為感應(yīng)電動(dòng)勢或變壓器電動(dòng)勢。如果線圈的兩端是連接著一個(gè)電負(fù)載的話，電流就會(huì)流動(dòng)。

　　3、電磁流量計(jì)

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