第七章 电磁感应与电磁场

　　本章是重点章。本章的重点内容则是法拉弟电磁感应定律和楞次定律。感应电动势的计算是综合应用题的主要内容。

　　一、电磁感应的基本规律

　　产生感应电流和感应电动势的条件(识记)：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就产生感应电动势(感应电流)，若回路不闭合，则没有感应电流，但电动势依然存在。

　　根据楞次定律和法拉弟定律判断感应电动势的方向和计算其大小(综合应用)：

　　1、在只含电阻的回路中，感应电动势和感应电流的方向是一致的。楞次定律可以判断闭合回路中感应电流的方向，即：闭合回路中感应电流的方向，总是使得由它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化(增加或减少)。应用楞次定律有四个步骤：

　　(1)明确原磁场方向;

　　(2)磁通量变化情况;

　　(3)激发的磁场方向;

　　(4)右手判断电流向。

　　2、法拉弟电磁感应定律：这个定律定量地反映了感应电动势与磁通变化的关系：任一给定回路中的感应电动势ε的大小与穿过回路所围面积的磁通量的变化率dΦm/dt成正比。

　　运用这个定律计算感应电动势就是计算的重点了。统一的表达式为：

　　ε=dY/dt=NdY/dt

　　二、动生电动势与感生电动势

　　磁通量的变化可归结为两种：一种是磁场不变，导体回路或导体回路中的部分在磁场中运动;另一种就是导体不动，磁场发生变化。我们把前一种情况产生的感应电动势称为动生电动势，后者称为感生电动势。

　　1、为什么导体在磁场中运动会产生动生电动势呢?能量从何而来? 就是作用于导体内部自由电子上的磁场力所提供的，这个磁场力就是提供动生电动势的非静电力。动生电动势的方向可由导体运动方向与磁力线的方向(根据右手定则)确定。导体棒中的动生电动势大小为：

　　ε=Blvsinθ

　　注意，动生电动势的产生并不要求导体必须构成闭合回路。若闭合回路中有动生电动势产生，则回路中只有那些运动的部分才能产生动生电动势。

　　动生电动势的计算是综合应用的内容，综合力学、电磁学知识进行分析导线在磁场中的受力及运动问题。

　　2、感生电动势和感生电场(识记)

　　如上所述，当一个静止的导体回路中磁通量(或者说是磁场)发生变化时，回路中会产生感生电动势。根据法拉弟电磁感应定律：

　　ε=∫s(dB/dt)。dS

　　应能运用此公式计算感生电动势大小。其方向由公式中的符号及先取定的回路绕行方向来决定。

　　感生电场(领会)：导体不动，磁场变化时会产生感生电动势，若导体不存在，磁场的变化仍会在其周围激发一种电场，这种电场不同于静电场，它不是由电荷激发的而是由磁场的变化引起的。故名“感生电场” .感生电场与静电场的共同点是都能对电荷产生力的作用。感生电场的电场线是闭合的，因而它不是保守场，场强的环流不等于零，我们又称其为“涡旋电场”。静电场的电场线是不闭合的，它是保守场，场强的环流恒等于零。

　　到了这里，我们应该把感生电动势和感生电场联系起来看。当感生电场中有闭合导体时，则在导体上产生感生电流，产生这个电动势非静电力就是感生电场对导体中电荷的作用力，电场是非静电场，它对电荷的作用力就是非静电力了。

　　导体在涡旋电场中产生的电流就是涡流。而这个涡旋电场则是由变化的磁场产生的。

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