今天我們再來看一下第二種感應(yīng)電動勢:感生電動勢。感生電動勢指當(dāng)線圈(與線圈是否閉合是否存在無關(guān))不動而磁場變化時,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)電動勢。也就是變化的磁場在其周圍空間激發(fā)感生電場,這種感生電場迫使導(dǎo)體內(nèi)的電荷作定向移動而形成感生電動勢,也稱之為渦旋電場。
以前我們知道,有源電荷就會產(chǎn)生電場。那么面對渦旋電場,麥克斯韋提出:變化的磁場在其周圍空間激發(fā)一種新的電場,稱為感生電場或渦旋電場。處于電場的中的電荷會受到感生電場力的作用,感生電場力是產(chǎn)生電動勢的非靜電力,其感應(yīng)電場的存在與是否存在閉合電路無關(guān)。由此可見,磁通量的變化僅僅是感生電動勢的表象,真正成因還是渦旋電場的出現(xiàn)。
感生電動勢的計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算,比如如果磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律已知,則此時感應(yīng)生電動勢可以用-△B/△t*s計算,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勢。
渦旋電場與電荷周圍的靜電場的區(qū)別:
a.靜電場由電荷激發(fā),而磁場周圍的電場是由變化的磁場激發(fā)的。
b.靜電場的電場線不閉合,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中沿閉合電路運動一周時,電場力所做的功為零。而變化的磁場周圍的電場中的電場線是閉合曲線,沒有終點與起點,這種情況與磁場中的磁感線類似,所以,單位正電荷在此電場中沿閉合電路運動一周時,電場力所做的功不為零。?