關(guān)于感生電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題的討論

葉偉國(guó)

摘要：闡述了產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)和感生電動(dòng)勢(shì)的基本數(shù)學(xué)表達(dá)式，明確了產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的基本條件，分析了在閉合導(dǎo)體和非閉合導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的典型例子，討論了在非導(dǎo)體回路中不能形成感生電動(dòng)勢(shì)的根本原因。

關(guān)鍵詞：感生電動(dòng)勢(shì)；導(dǎo)體；感生電場(chǎng)力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）07-0258-02

一、引言

固定回路中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，磁通量改變，會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。感生電動(dòng)勢(shì)的成因由麥克斯韋的假設(shè)來(lái)闡釋：變化的磁場(chǎng)在其周圍空間激發(fā)一種新的電場(chǎng)，稱為感生電場(chǎng)或渦旋電場(chǎng)。處于感生電場(chǎng)中的電荷受到感生電場(chǎng)力的作用，在導(dǎo)體中，該電荷在感生電場(chǎng)力的作用下產(chǎn)生位移，感生電場(chǎng)力是一種非靜電力，便在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。

應(yīng)該指出，按照引起磁通量變化原因的不同，把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)區(qū)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)，從參考系變換的觀點(diǎn)看，在一定程度上只具有相對(duì)的意義。對(duì)于某些情形，例如磁棒插入線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，以線圈為參考系，是感生電動(dòng)勢(shì)；以磁棒為參考系，是動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。但在一般情形下，不可能通過(guò)坐標(biāo)變換，把感生電動(dòng)勢(shì)歸結(jié)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)；反之亦然。

二、感生電動(dòng)勢(shì)的寄生介質(zhì)

若是非導(dǎo)體組成的回路，問(wèn)題怎么解釋？幾乎所有的物理著作未有提及此問(wèn)題，好像都在回避。有的教材甚至繞道出練習(xí)題，如經(jīng)常看到以下的選擇題：將形狀完全相同的銅環(huán)和木環(huán)靜止放置在交變磁場(chǎng)中，并假設(shè)通過(guò)兩環(huán)面的磁通量隨時(shí)間的變化率相等，不計(jì)自感，則在下列表述中正確的是[1]。

（A）銅環(huán)中有感應(yīng)電流，木環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流；

（B）銅環(huán)中有感應(yīng)電流，木環(huán)中也有感應(yīng)電流；

（C）銅環(huán)中感生電場(chǎng)大，木環(huán)中感生電場(chǎng)小；

（D）銅環(huán)中感生電場(chǎng)小，木環(huán)中感生電場(chǎng)大。

參考文獻(xiàn)：

[1]東南大學(xué)，等七所工科院校.物理學(xué)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006，（4）.

[2]蔣玉坤.對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)物理意義的探討[J].河北師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1993，（4）.

[3]梁燦彬，等.電磁學(xué)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2004，（5）.