电磁感应规律的应用
1．导体棒在垂直于匀强磁场的平面上转动时产生的感
应电动势E＝BL2ω。
2．导体棒切割磁感线，产生感应电动势，导体棒等效
为电源，其它为外电路，遵循闭合电路欧姆定律。
3．电磁感应现象中产生的电能是通过克服安培力做功转
化而来的，克服安培力做了多少功，就产生多少电能。
一、法拉第电机
1．原理
法拉第电机是应用导体棒在磁场中切割磁感线产生感应电动势的原理制成的，产生感应电动势的导体相当于电源。
2．应用
法拉第电机与其他部分的导体或线框构成闭合电路，遵从闭合电路欧姆定律。
3．电流方向
在电源内部，感应电流方向从电源的负极流向正极；在外电路中，电流从电源的正极经用电器流向负极。
二、电磁感应中的能量转化
1．电磁感应中的能量：在由导体切割磁感线产生的电磁感应现象中，导体克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能，即电能是通过克服安培力做功转化来的。
2．电磁感应现象符合能量守恒定律。
3．反电动势
(1)定义：直流电动机模型通电后，线圈因受安培力而转动，切割磁感线产生的感应电动势。
(2)方向：与外加电压的方向相反。
(3)决定因素：电动机线圈转动越快，反电动势越大。
1．自主思考——判一判
(1)法拉第电机是法拉第发明的。(√)
(2)法拉第电机中圆盘相当于电源，由于其形状为圆形，所以无法区分正、负极。(×)
(3)导体棒切割磁感线运动时，只要有电流通过，导体棒也会产生焦耳热。(√)
(4)电磁感应现象总能产生焦耳热，所以创造了能量。(×)
(5)当线圈减速转动时，也存在反电动势。(√)
2．合作探究——议一议
(1)图151甲、乙所示电路中哪部分导体相当于电源？a、b两点哪点的电势高？
图151
提示：图甲中线圈相当于电源，图乙中导体棒相当于电源；根据楞次定律可判断甲图中线圈外电流方向由b→a，b点电势高。根据右手定则可判定乙图中棒上电流方向由b→a，a点电势高。
(2)在有安培力做功的电路中，欧姆定律还适用吗？
提示：有安培力做功的电路为非纯电阻电路，电路中发生了电能与机械能的转化，欧姆定律不再适用。
[典例] 如图152所示，水平放置的两平行金属导轨相距L＝0．50 m，左端接一电阻R＝0．20 Ω，磁感应强度B＝0．40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac(长为L)垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以v＝4．0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
图152
(1)ac棒中感应电动势的大小。
(2)回路中感应电流的大小。
(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。
[思路点拨] 本题可按以下思路进行分析：
[解析] (1)ac棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小为E＝BLv＝0．40×0．50×4．0 V＝0．80 V。
(2)回路中感应电流的大小为I＝＝ A＝4．0 A
由右手定则知，ac棒中的感应电流由c流向a。
(3)ac棒受到的安培力大小为F安＝BIL＝0．40×4．0×0．50 N＝0．80 N，由左手定则知，安培力方向向左。由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，则F外＝F安＝0．80 N，方向水平向右。
[答案] (1)0．80 V (2)4．0 A (3)0．80 N
