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外线圈中感应电动势为 外线圈中感应电流为 在dt 时间内通过外线圈导线截面的电量为 通过导线截面的总电量为 §5.2 电磁感应现象的物理实质 1、动生电动势 1什么是动生电动势?
组成回路的导体(整体或局部在恒定磁场中运动时,导致回路中磁通量的变化,回路中产生的电动势称为动生电动势。
2动生电动势是怎样产生的?
动生电动势是由磁场作用于运动导体中带电粒子的洛伦兹力(非静电力引起的,根据 洛伦兹力公式可得出回路C中的动生电动势为
(C v B dl ε= ??? 式中v
为导体线元dl 的运动速度,B 为dl 所在处的磁感应强度。回路C可以表示一段任意形状的线状导体,也可表示任意形状的线状导体回路,还可以表示大块导体中的一段线段。
①电动势的方向由v B ? 的方向决定,从负极指向正极。
②与动声电动势相联系的非静电力是由与导体的运动相联系的洛伦兹力引起的,它是总洛伦兹力的一个分力。
③在研究运动导体的电磁感应现象时,计算磁感通量的回路必须是物质(导体的回路,并必须把组成闭合回路的全部导体质元都考虑在内。如果回路在运动过程中发生折断,使回路中折断点所描绘的轨迹以适当的方式补到回路上去,使回路闭合。否则就会出现“通量法
则的详谬”,即 d m v B dt Φ?≠-? 。 2、感应电场及其性质 1什么是感应电场(涡旋电场
变化的磁场会在其周围激发一种电场,它的电场线是闭合的,这种电场称为感应电场,也称为涡旋电场。
2什么是感生电动势?
处于磁场中的闭合回路,由于磁场发生变化而使回路中磁通量变化,回路中产生的电动势称为感生电动势。
3感生电动势是怎样产生的?
产生感生电动势的非静电力是变化磁场产生的感应电场。若用K E 表示感应电场,则感 12 20
m N N N IS l μΦ=22 (m m d N d N dt dt
εΦΦ=-=-2m d N i R R dt ε
Φ==-2m N
dq idt d R ==-Φ212221(m m m m m N N q dq d R R ΦΦ==-Φ=-Φ-Φ??120 2N N IS Rl μ=22m N R =Φ6 1.2110C -=? 应电动势为 K C E dl ε= ?? 。
① 回路的积分方向为所设的ε的正方向,当ε>0时,ε的方向与积分方向相同,反之 相反。
② 导体随时间变化的磁场中运动时,运动导体回路C 中的感应电动势为 (K C
E v B dl ε= +??? 或者
0m m m v B d d dt dt dt ε==??ΦΦΦ????=- =-+?? ? ? ?
?????恒量 ③ 空间同时存在电荷和变化磁场时,则任一点的电场为 K S E E E =+
式中K E 为感应电场,S E 为静电场。
④ 按照引起磁通量变化原因不同,把感应电动区分为动生电动势和感生电动势,从参考系变换的观点看,只具有相对意义。在某些情况下,同一感应电动势,在某一参考系内看,是感生的,在另一参考系内看,却变成动生的。但是在一般情况下,不可能通过坐标变换,将感生电动势归结为动生电动势;反之亦然。
4感应电场与变化的磁场的关系
感应电场对任意闭合路径的线积分取决于磁感强度的变化率对这一闭合路径所圈围面积的通量,即
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