2015屆湖北省高一物理競賽電磁學4.4《感生電磁感應》

1、1自身不可避免的局限，他沒有再追究這一現(xiàn)象的深層本質(zhì)。接過接力棒再創(chuàng)佳績的是麥克斯韋，他指出感應電動勢其實跟導體的性質(zhì)和種類無關(guān)，純粹是由變化多端的磁場引起的。放置了閉合回路，回路中就有電流，這只是表面現(xiàn)象，不是事情的本質(zhì)。麥克斯韋相信，即使不在導體回路，變化著的磁場也能在其周圍空間激發(fā)一種稱為渦旋電場的場，渦旋電場和靜電場的共同點就是對電荷都有作用力，當然差異點也有不少。例如靜電荷它可以單獨存在，其電場線是閉合的無頭尾無始終。如果恰好

2、變化磁場中有閉合導體回路，變化磁場產(chǎn)生的渦旋電場電場線跟導體不垂直因而分解出與導體相切的分量，導體中的自由電荷受其作用力就會定向移動成為電流。這就是感應電動勢的非靜電力的來源。麥克斯韋最早分析了這種情況，他敏感地預見到這一現(xiàn)象，表明電場和磁場之間必然有某種當時尚未發(fā)現(xiàn)的新關(guān)系。讓我們更具體地分析：一個物理場，既呈現(xiàn)某種空間分布又隨時間依一定規(guī)律變化。我們說這個場是空間和時間的函數(shù)。磁場和電場一樣，是矢量場。如果說它是勻強的，tBt恒量?

3、??tB渦產(chǎn)生EtR渦EBtt渦E渦產(chǎn)生E圖4413上應相等，即tBrrE????22??渦，所以tBrE???2渦。該結(jié)果僅適用于r≤R的范圍(R是磁場邊界半徑)，其說明渦E大小由兩個因素決定：一是磁感應強度變化率tB??；二是r，如果tB??是恒量，那么rE∝渦，在r＞R處，tBRrE???22??渦，磁通量BS??中的S，只能計及有磁感線穿過的面積2R?渦E=tBrR??22。請我們關(guān)注tB??這個物理量，這是一個非常重要的物理量

4、，以下的每個A類例題和B類例題，我們都要跟tB??打交道。產(chǎn)生感應電磁現(xiàn)象的原因是由于感生渦旋電場的作用，假如有一個局限在圓柱形范圍內(nèi)的勻強磁場B，B的方向平行于圓柱體的軸。當B的大小在增加時，感生電場的方向如圖圖442所示。根據(jù)對稱性，在回路上各點處的感生電場方向必然與回路想切，感生電場的電場線是一些同心圓。因此，感生電場的電感線是閉合線，無頭無尾，像旋渦一樣，所以由磁場變化而激發(fā)的電場也叫旋渦電場。而靜電場的電感線卻是起于正電荷而終