5電磁感應現(xiàn)象的兩類情況

1、15第四章5電磁感應現(xiàn)象的兩類情況學過楞次定律和法拉第電磁感應定律之后，我們對電磁感應現(xiàn)象的認識就可以深入一些了。電磁感應現(xiàn)象中的感生電場電路中電動勢的作用實際上是某種非靜電力對自由電荷的作用。例如，電池中電解液與兩極板的化學作用使兩極板分別帶了正負電荷，這種化學作用就是我們所說的“非靜電力”。如圖4.51，一個閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強弱的變化，閉合電路內(nèi)產(chǎn)生了感應電動勢。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色？圖4.51磁

2、場變化時產(chǎn)生了感應電動勢，誰是非靜電力？磁場變化時產(chǎn)生了感應電動勢，誰是非靜電力？英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)一種電場，這種電場與靜電場不同，它不是由電荷產(chǎn)生的，我們把它叫做感生電場（感生電場（inducedelectricfield）。如果此刻空間存在閉合導體，導體中的自由電荷就會在感生電場的作用下做定向運動，產(chǎn)生感應電流，或者說導體中產(chǎn)生了感應電動勢。在這種情況下，所謂的非靜電力就是感生電場對自由電荷的作用。在《

3、物理選修34》中，我們還會學到麥克斯韋的理論。假定導體中的自由電荷是正電荷，它們定向運動的方向就是感應電流的方向，也就是感生電場的方向。因此實際問題中我們常要由磁場的方向和強弱變化的情況來判斷感生電場的方向，或者相反。這時就要根據(jù)楞次定律用右手螺旋定則來確定它們之間的關(guān)系。如果感應電動勢是由感生電場產(chǎn)生的，它也叫做“感生電動勢”?！纠}】現(xiàn)代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設(shè)備。它的基本原理如圖4.

4、52所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運動。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場使電子加速。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時針方向運動。35圖4.53做切割磁感線運動的導體棒做切割磁感線運動的導體棒1自由電荷會隨著導體棒運動，并因此受到洛倫茲力。導體棒中自由電荷相對于紙面的運動大致沿什么方向？為了方便，可以認為導體棒中的自由電荷是正電荷。2導體棒一直

5、運動下去，自由電荷是否總會沿著導體棒運動？為什么？3導體棒哪端的電勢比較高？4如果用導線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上，導體棒中的電流是沿什么方向的？以上討論不必考慮自由電荷的雜亂無章的熱運動。一段導線在做切割磁感線的運動時相當于一個電源，通過上面的分析可以看到，這時的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。在圖4.36中，由于導體捧運動產(chǎn)生感應電動勢，因而在電路中有電流通過；于是導體棒在運動過程中受到安培力的作用。不難判斷，安培力的方向與推動導

6、體棒運動的外力的方向是相反的。這時即使導體棒做勻速運動，推動力也要做功。如果感應電動勢是由于導體運動而產(chǎn)生的，它也叫做“動生電動勢”。問題與練習1國慶閱兵時，我國的“飛豹FBC1”型殲擊轟炸機在天安門上空沿水平方向自東向西呼嘯而過。該機的翼展為12.7m，北京地區(qū)地磁場的豎直分量為4.7105T，該機飛過天安門時的速度為聲速的0.7倍，求該機兩翼尖間的電勢差，哪端的電勢比較高？2如圖4.54甲，100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端A、B