运动的线圈和电磁感应

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法拉第(Michael Faraday,1791 ― 1867)是英国的著名化学家和物理学家，他在电学和磁学方面作出了先导的实验。

在1831年，法拉第制造了一个装置而发现了电磁感应，装置是利用放置在线圈旁边的可改变磁场，当磁场改变时，导体感应出电位差。实验中，他把两线圈绕在木制的柱芯上，见图1。每当连接和切断电池时，连接线圈B的检流计会瞬间的转动，然后返回原位置。

图1: 法拉第的电磁感应实验

检流计瞬间的转动不是巧合，它是因为线圈B的瞬间电流而转动的，这瞬间的电流是线圈A的磁场改变而感应的。每当电池被连接或切断时，磁场改变都会发生。

当法拉第明白磁场的改变会使旁边的电路产生感应电流，他用一块磁铁代替线圈A，见图2。当持续移动线圈或磁铁时，线圈会产生感应电流。除感应电流外，线圈也会产生电位差，称为感应电动势 (e.m.f.)。

图2: 移动磁铁或线圈会产生感生电流

有很多因素影响感应电动势，而它们都列入法拉第电磁感应定律。定律指出，在线圈中的感应电动势与通过的线圈包围的平面的磁力线变化率及线圈的圈数成正比。

除了这些因素之外，线圈对应磁力线的位置十分重要，感应电动势的产生决定于包围著线圈的磁力线的改变。因此，如果线圈与这些磁力线平行，没有感应电动势产生；另一方面，如果线圈与磁力线垂直，感应电动势为最大，见图3。

E: 感应电动势的幅度
N: 线圈的圈数

: 磁力线数量的变化率

图3: 当通过线圈包围的平面的磁力线数量变化时，线圈中会产生感应电动势

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