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文档简介

1、§ 5 感生电动势 感生电场用洛仑兹力解释了导体在磁场中运动时动生电动势产生的原因，指出洛仑兹力就是使电子运动并形成电动势的非静电力。可是，在产生感生电动势的过程中，只有空间磁场的变化，而导体并不发生运动，因此线圈中的电子不受洛仑兹力的作用那么，在这种情况下，产生电动势的非静电力来自何处呢？已经掌握的有关电 、磁现象的所有知识中，是无法找到与感生电动势相应的非静电力产生 的原因的。这表明，产生感生电动势的实验事实，对我们提出了新的挑战，需要进一步扩大和 加深对电磁现象的认识。既然线圈不动而磁场发生变化时能产生感生电动势，这说明了一个问题，就是线圈中的电子必然由于磁场的变化而受到某种力

2、的作用。显然这种力既不是静电场的库仑力（因库仑力不会与磁场变化有关），也不是洛仑兹力（因受力电荷不动）。可以断定，它是我们迄今为止尚未认识的一种力。实验表明，这种力与导线的形状、种类和性质无关。因此，不妨想象，取去线圈而在变化的磁场中放一个静止带电粒子，它也将受到这种力的作用。英国科学家Maxwell在系统总结前人成果的基础上依靠直觉思维（在物理学的发 展历史上，曾有许多重大突破往往是推测和预感到其结论，然后给予逻辑的和实验证明）成功地提出了一个假设：变化的磁场在其周围空间会激发一种电场，这种电场称为感生电场或涡旋电场。他还进一步指出，只要空间有变化的磁场，就有感生电场存在，而与空间中有无导体

3、或导 体回路无关，他的这些假说，从理论上揭示了电磁场的内在联系，并已为近代众多的实验结果所证实。这种电场与静电场的共同点就是对电荷有作用力，与静电场不同之处，一方面在于这种涡 旋电场不是由电荷激发而是由变化的磁场所激发；另一方面在于描述涡旋电场的电力线是闭合的，从而它不是保守场，即。而产生感生电动势的非静电力就是感生电场的电场力。涡旋电场的存在已为许多实验所证实，电子感应加速器就是一个例证。d d t t根据法拉第电磁感应定律，有；-E涡.dl二-一- B.dSdt dt S（由于L及S都是静止的，对曲面的积分和对时间的微分可互换次序，并采用偏导数的符：B =一 .dSS说ff感生电场 E涡 沿dl的积分方向，即为感生电动势的正方向，它与回路的法线矢量Tn构成右手螺旋关系,T Td l与d s构成右手螺旋关系。-:B:t有负号,:

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