謝子凌

【摘 要】動生電動勢和感生電動勢不僅是高中物理學(xué)習(xí)難點(diǎn)，也是電磁學(xué)研究的重點(diǎn)。本文從動生電動勢和感生電動勢的概念出發(fā)，分析動生電動勢與感生電動勢之間的聯(lián)系和區(qū)別，讓我們更深刻地認(rèn)識和理解這兩個知識點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】電磁感應(yīng)；動生電動勢；感生電動勢

中圖分類號： O441.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）36-0204-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.087

Thoughts on the dynamic electromotive force and the induced electromotive force

XIE Zi-ling

（Meihu Lake Middle School， Changsha， Changsha， Changsha Hunan 410205， China）

【Abstract】Dynamic electromotive force and induced electromotive force are not only the difficulties in high school physics learning， but also the focus of electromagnetism research. Based on the concept of Dynamic electromotive force and induction electromotive force， this paper analyzes the connection and difference between Dynamic electromotive force and induction electromotive force， so that we can better understand and understand these two knowledge points.

【Key words】Electromotive force；Induction electromotive force；Dynamic electromotive force

0 引言

法拉第電磁感應(yīng)定律：只要穿過回路的磁通量發(fā)生了變化，在回路中就會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。而實(shí)際上，引起磁通量變化的原因不外乎兩條：其一是回路相對于磁場有運(yùn)動；其二是回路在磁場中雖無相對運(yùn)動，但是磁場在空間的分布是隨時間變化的，我們將前一原因產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢，而后一原因產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢。

1 動生電動勢和感生電動勢概念

圖1中通電線管A不動，A中電流大小也不變，金屬圓環(huán)B由遠(yuǎn)處向A靠近，此時磁通量的變化是由于框運(yùn)動割磁感線引起的，B中產(chǎn)生的是動生電動勢，這應(yīng)該是沒有爭議的。圖2中金屬圓環(huán)B不動，通電螺線管A也（下轉(zhuǎn)第208頁）（上接第204頁）不動，但使A中的電流變大，磁通量的變化是由磁感應(yīng)強(qiáng)度變化引起的，這是感生電動勢也是沒有爭議的。圖3中金屬圓環(huán)B不動，通電螺線管A中電流大小不變，讓A從遠(yuǎn)處插入B。當(dāng)A向B靠近時，B所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生了變化，乍一看認(rèn)為B產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是感生電動勢。但從相對運(yùn)動的角度看，雖然圓環(huán)B不動，通電螺線管A在運(yùn)動，但也可以理解為，磁鐵不動，線框在動。這樣圖3中的感應(yīng)電動勢就應(yīng)該和圖1相同產(chǎn)生的是動生電動勢。

3 動生電動勢和感生電動勢之間區(qū)別

從兩者產(chǎn)生的機(jī)理分析，動生電動勢是由于外力使導(dǎo)體或回路切割磁感線，而使導(dǎo)體內(nèi)自由電子受到洛倫茲力定向移動產(chǎn)生。感生電動勢是固定回路中的磁場發(fā)生變化，是回路中的磁通量變化，變化的磁場產(chǎn)生了有旋電場，有旋電場對回路中的電荷的作用力是一種非靜電力，它引起了感生電動勢。兩者之間的區(qū)別是產(chǎn)生電動勢的非靜電力不同，動生電動勢是洛倫茲力，而感生電動勢則不是。

從不同的參考系分析，動生電動勢和感生電動勢的區(qū)別不是絕對，對于實(shí)際中的電磁現(xiàn)象，在一個參考系中觀察的是動生電動勢，在另外一個參考系中是感生電動勢。如右圖所示，磁棒與環(huán)形導(dǎo)體相對運(yùn)動，環(huán)形導(dǎo)體中出現(xiàn)感應(yīng)電動勢，如果以磁棒為參考，那空間各點(diǎn)的磁場不變，導(dǎo)體環(huán)切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果以環(huán)形導(dǎo)體為參考，那空間各點(diǎn)的磁場是變化的，變化的磁場產(chǎn)生渦旋電場，該電場使環(huán)形導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

4 結(jié)語

動生電動勢與感生電動勢在相對論中具有統(tǒng)一性，在經(jīng)典電磁理論中又有相對性。高中生在學(xué)習(xí)動生電動勢和感生電動勢時，都應(yīng)該從最基本的概念和原理著手，從本質(zhì)上理解兩者的不同，隨著學(xué)習(xí)的深入，再適當(dāng)?shù)貪B透兩個知識點(diǎn)之間的共性，這樣才能更好地學(xué)習(xí)和理解電磁學(xué)。

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