由导体构成,也不管闭合回路是否在真空中还是在介质中,
该式都适用;
若是闭合导体回路,因为有电荷在导体中作定向运动,故能形成电流,否
则无感应电流。
3.感生电场与静电场(或库仑电场,CoulombField)的相同点与不同点:
1)相同点:感生电场与库仑电场都是一种客观存在的物质,它们对电荷都有作
用力。
2)感生电场与库仑电场的区别:场源:静电场E:场源是静止电荷
1
f环流:通量:
第40讲电磁感应感生电动势、自感与互感
感生电场
Ek:
场源是变化的磁场
静电场:Edl0保守力场
l
感生电场:lEkdl
B
dS
涡旋场
Curl
Electric
Field
St
静电场:
E
S
q0
不闭合曲线
S0
感生电场:SEkS0闭合曲线
感生电场与静电场的比较
静电场
感生电场
场源
场的性质
正负电荷
SE
dS
10
q
有源场
lEdl0保守场
变化的磁场
ESkdS0无源场
l
Ek
dl
S
Bt
dS
非保守场
力线作用力
起源于正电荷,终止于负电荷
不闭合FqE
闭合线
FqEk
4.感生电动势的计算:
1)用公式iLEkdl计算(要求知道Ek)。
2)用i
ddt
,又分两种情况:
①闭合回路感应电动势,只要知道
ddt
,即可求
i
。
②求一段非闭合的感应电动势辅助线方法。
注意:作辅助线应满足两个条件之一:辅助线上的感应电动势为零;或辅
助线上的感应电动势容易计算。
例1.在一长直螺线管内通以电流,其内部就会产生一轴向均匀的磁场B,如
果使螺线管中的电流以一定规律变化,则磁感应强度B也将随之变化。这样,
空间各点将产生涡旋电场Ek,设空间有磁场存在的圆柱形区域的半径为R5cm,磁感应强度对时间的变化率为dBdt02Ts,试计算离开轴线的距离r
等于r2cm、r5cm及r10cm处涡旋电场的Ek。解:如图所示,以为半径r作一圆形闭合回路L,根据磁场分布的轴对称性和
感生电场的电场线呈闭合曲线特点,可知回路上感生电场的电场线处在垂直于
轴线的平面内,它们是以轴为圆心的一系列同心圆,同一同心圆上任一点的感
生电场的Ek大小相等,并且方向必然与回路相切。于是沿L取Ek的线积分,
有:
LEkdlEk2r
若rR,则Br2
2
f第40讲电磁感应感生电动势、自感与互感
而
L
Ek
dl
-ddt
r2
dBdt
即:
Ek
2r
r2
dBdt
所以
Ek
r2
dBdt
若r≥R,则BR2
即:
Ek
2r
R2
dBdt
所以
R2dB
Ek
2r
dt
故本题的结果为:
r2cm
时
,
Ek
r2
dB=-002022103V
dt
2
m1
r5cm
时
,
Ek
R2
dB=-00502
dt
2
5103V
m1
r10cm时,Ek
R22r
dBdr