今天我們?cè)賮?lái)看一下第二種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):感生電動(dòng)勢(shì)。感生電動(dòng)勢(shì)指當(dāng)線圈(與線圈是否閉合是否存在無(wú)關(guān))不動(dòng)而磁場(chǎng)變化時(shí),穿過回路的磁通量也發(fā)生變化,由此在回路中激發(fā)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。也就是變化的磁場(chǎng)在其周圍空間激發(fā)感生電場(chǎng),這種感生電場(chǎng)迫使導(dǎo)體內(nèi)的電荷作定向移動(dòng)而形成感生電動(dòng)勢(shì),也稱之為渦旋電場(chǎng)。
以前我們知道,有源電荷就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。那么面對(duì)渦旋電場(chǎng),麥克斯韋提出:變化的磁場(chǎng)在其周圍空間激發(fā)一種新的電場(chǎng),稱為感生電場(chǎng)或渦旋電場(chǎng)。處于電場(chǎng)的中的電荷會(huì)受到感生電場(chǎng)力的作用,感生電場(chǎng)力是產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力,其感應(yīng)電場(chǎng)的存在與是否存在閉合電路無(wú)關(guān)。由此可見,磁通量的變化僅僅是感生電動(dòng)勢(shì)的表象,真正成因還是渦旋電場(chǎng)的出現(xiàn)。
感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法還是利用法拉第電磁感應(yīng)定律,但在高中階段,一些特殊情況也可以用其他方法計(jì)算,比如如果磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律已知,則此時(shí)感應(yīng)生電動(dòng)勢(shì)可以用-△B/△t*s計(jì)算,還有最常見的一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體棒,很多教輔資料都給出了計(jì)算公式½BL²ω,這也是用法拉第電磁感應(yīng)定律可以推出的,大家可以嘗試一下。本質(zhì)上講,旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體棒就是利用非閉合的一段導(dǎo)線ab,可假設(shè)一條輔助曲線與ab組成閉合回路,只要知道這個(gè)閉合回路的?磁通量的變化率,就可以用法拉第定律求出感生電動(dòng)勢(shì)。
渦旋電場(chǎng)與電荷周圍的靜電場(chǎng)的區(qū)別:
a.靜電場(chǎng)由電荷激發(fā),而磁場(chǎng)周圍的電場(chǎng)是由變化的磁場(chǎng)激發(fā)的。
b.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不閉合,總是出發(fā)于正電荷,終止于負(fù)電荷,且單位正電荷在電場(chǎng)中沿閉合電路運(yùn)動(dòng)一周時(shí),電場(chǎng)力所做的功為零。而變化的磁場(chǎng)周圍的電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是閉合曲線,沒有終點(diǎn)與起點(diǎn),這種情況與磁場(chǎng)中的磁感線類似,所以,單位正電荷在此電場(chǎng)中沿閉合電路運(yùn)動(dòng)一周時(shí),電場(chǎng)力所做的功不為零。?