感生电动势及静电场与涡旋电场的区别

今天我们再来看一下第二种感应电动势:感生电动势。感生电动势指当线圈(与线圈是否闭合是否存在无关)不动而磁场变化时,穿过回路的磁通量也发生变化,由此在回路中激发的感应电动势。也就是变化的磁场在其周围空间激发感生电场,这种感生电场迫使导体内的电荷作定向移动而形成感生电动势,也称之为涡旋电场。
以前我们知道,有源电荷就会产生电场。那么面对涡旋电场,麦克斯韦提出:变化的磁场在其周围空间激发一种新的电场,称为感生电场或涡旋电场。处于电场的中的电荷会受到感生电场力的作用,感生电场力是产生电动势的非静电力,其感应电场的存在与是否存在闭合电路无关。由此可见,磁通量的变化仅仅是感生电动势的表象,真正成因还是涡旋电场的出现。

感生电动势的计算方法还是利用法拉第电磁感应定律,但在高中阶段,一些特殊情况也可以用其他方法计算,比如如果磁感应强度的变化规律已知,则此时感应生电动势可以用-△B/△t*s计算,还有最常见的一种旋转导体棒,很多教辅资料都给出了计算公式½BL²ω,这也是用法拉第电磁感应定律可以推出的,大家可以尝试一下。本质上讲,旋转导体棒就是利用非闭合的一段导线ab,可假设一条辅助曲线与ab组成闭合回路,只要知道这个闭合回路的磁通量的变化率,就可以用法拉第定律求出感生电动势。

涡旋电场与电荷周围的静电场的区别:
     
       a.静电场由电荷激发,而磁场周围的电场是由变化的磁场激发的。
       b.静电场的电场线不闭合,总是出发于正电荷,终止于负电荷,且单位正电荷在电场中沿闭合电路运动一周时,电场力所做的功为零。而变化的磁场周围的电场中的电场线是闭合曲线,没有终点与起点,这种情况与磁场中的磁感线类似,所以,单位正电荷在此电场中沿闭合电路运动一周时,电场力所做的功不为零。

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