2015屆湖北省高一物理競(jìng)賽電磁學(xué)4.4《感生電磁感應(yīng)》

1、1自身不可避免的局限，他沒有再追究這一現(xiàn)象的深層本質(zhì)。接過接力棒再創(chuàng)佳績(jī)的是麥克斯韋，他指出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)其實(shí)跟導(dǎo)體的性質(zhì)和種類無(wú)關(guān)，純粹是由變化多端的磁場(chǎng)引起的。放置了閉合回路，回路中就有電流，這只是表面現(xiàn)象，不是事情的本質(zhì)。麥克斯韋相信，即使不在導(dǎo)體回路，變化著的磁場(chǎng)也能在其周圍空間激發(fā)一種稱為渦旋電場(chǎng)的場(chǎng)，渦旋電場(chǎng)和靜電場(chǎng)的共同點(diǎn)就是對(duì)電荷都有作用力，當(dāng)然差異點(diǎn)也有不少。例如靜電荷它可以單獨(dú)存在，其電場(chǎng)線是閉合的無(wú)頭尾無(wú)始終。如果恰好

2、變化磁場(chǎng)中有閉合導(dǎo)體回路，變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦旋電場(chǎng)電場(chǎng)線跟導(dǎo)體不垂直因而分解出與導(dǎo)體相切的分量，導(dǎo)體中的自由電荷受其作用力就會(huì)定向移動(dòng)成為電流。這就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的非靜電力的來源。麥克斯韋最早分析了這種情況，他敏感地預(yù)見到這一現(xiàn)象，表明電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間必然有某種當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的新關(guān)系。讓我們更具體地分析：一個(gè)物理場(chǎng)，既呈現(xiàn)某種空間分布又隨時(shí)間依一定規(guī)律變化。我們說這個(gè)場(chǎng)是空間和時(shí)間的函數(shù)。磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是矢量場(chǎng)。如果說它是勻強(qiáng)的，tBt恒量?

3、??tB渦產(chǎn)生EtR渦EBtt渦E渦產(chǎn)生E圖4413上應(yīng)相等，即tBrrE????22??渦，所以tBrE???2渦。該結(jié)果僅適用于r≤R的范圍(R是磁場(chǎng)邊界半徑)，其說明渦E大小由兩個(gè)因素決定：一是磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率tB??；二是r，如果tB??是恒量，那么rE∝渦，在r＞R處，tBRrE???22??渦，磁通量BS??中的S，只能計(jì)及有磁感線穿過的面積2R?渦E=tBrR??22。請(qǐng)我們關(guān)注tB??這個(gè)物理量，這是一個(gè)非常重要的物理量

4、，以下的每個(gè)A類例題和B類例題，我們都要跟tB??打交道。產(chǎn)生感應(yīng)電磁現(xiàn)象的原因是由于感生渦旋電場(chǎng)的作用，假如有一個(gè)局限在圓柱形范圍內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，B的方向平行于圓柱體的軸。當(dāng)B的大小在增加時(shí)，感生電場(chǎng)的方向如圖圖442所示。根據(jù)對(duì)稱性，在回路上各點(diǎn)處的感生電場(chǎng)方向必然與回路想切，感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是一些同心圓。因此，感生電場(chǎng)的電感線是閉合線，無(wú)頭無(wú)尾，像旋渦一樣，所以由磁場(chǎng)變化而激發(fā)的電場(chǎng)也叫旋渦電場(chǎng)。而靜電場(chǎng)的電感線卻是起于正電荷而終