高觀點下的中學物理—— 從麥克斯韋方程組看感生電動勢

任 攀

（淮北市第一中學 安徽 淮北 235000；東北師范大學物理學院 吉林 長春 130024）

1 麥克斯韋方程組

英國物理學家麥克斯韋把前人和自己的電磁理論用4個簡明而又具有對稱美的方程概括，即麥克斯韋方程組

利用數學上的奧－高公式、斯托克斯公式等可將麥克斯韋方程組的積分形式轉換成相對應的微分形式

麥克斯韋方程組是經典電磁學的精華和電動力學的基礎，而且由此還促進了現代無線電、雷達遙控等技術發明，在電磁學發展史上有著里程碑式的重要意義，集既往之大成，承前啟后，充分體現出一代科學巨匠的研究思路和方法，及其取得輝煌科研成就的階梯與步驟，進而把電磁場的概念確立起來并加以提升，從物理思想上統一認識電磁理論的框架結構，因此，研究麥克斯韋方程組對于我們進一步深刻理解電磁理論有著重要的意義.

2 從麥克斯韋方程組看感生電動勢

在式（1）中，若

則

在數值上恰能表示單位正電荷在電場力的作用下沿著該渦旋電場運動一周電場力（非靜電力）做的功，這便是電動勢大小的概念，則產生的感生電動勢為式（5），該式便是法拉第電磁感應定律的表達式.值得一提的是式（5）中負號的含義，負號表明感應電動勢的正負總是與磁通量變化率的正負相反，而現在的高中教材中并未提到如何根據磁通量的變化情況判斷電動勢的方向，只是提到楞次定律：感應電流產生的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化.

圖1

以上便是從麥克斯韋方程組的角度解析電磁感應定律以及感生電動勢，從麥克斯韋方程組的角度我們能更清晰地了解到法拉第電磁感應定律的實質以及感生電動勢的原理.

1 王昭義.麥克斯韋電磁理論基礎探討.徽州師專學報，1996（8）

2 馮英民.怎樣理解麥克斯韋電磁場理論.中學生數理化，2008（3）

3 盧朝俊.電磁感應的成因.物理教學探討，2008（12）