法拉第定律和安培定律

本文提出:在初级课程中,讲授由法拉第定律所给出的静止电路中感生电动势的起源时,如果把重点放在随时间变化的磁场所生的感生电场的几何学上,而不放在此电场沿一闭合途径的线积分上,或沿此途径的电动势上,对初学的学生可能更清楚些。如果把法拉第定律写成∮E·ds=-Φ,而不写成(?)=-Φ的形式,则该定律就可以有与安培定律∮B·ds=     

关于感生电动势和动生电动势问题的讨论

一引言 常见的一些普物教材[1]中,在介绍法拉第电磁感应定律时,大都是按照磁通量变化的原因不同分成两种情形,一种是磁场不随时间变化,在运动导体内产生的动生电动势,引起它的非静电力是作用于运动电荷上的磁力.写成公式式中v为导体回路c的运动速度,B为磁感应强度矢量;另一种是导体不动,因磁场随时间变化而产生的感生电动势,引起它的非静电力是涡旋电场力.写成公式式中E旋是涡旋电场强度矢量,S为闭合回路c包围的面积. 试问:引起磁通量变化的两个因素同时存在时,产生的总感应电动势是上述两种电动势之和呢,还是存在二者之间的相互影响? 二…     

巧用自感规律解物理竞赛题

由于回路中电流变化引起的磁场的变化,又会在回路自身激起感生电动势和感应电流,称为自感现象.因回路磁场由自身电流引起,故Φ=LI,其中L称为自感系数,由法拉第电磁感应定律ε     

电磁感应中的“佯谬”与电磁感应定律的表述

一、电磁感应定律的两种 表述形式 当一固定导体回路内磁通量发生变化时,回路中将产生感生电动势 固定感是变化磁场激发的感应电场产生的。 另一方面,当导体切割磁通时,运动导体中的电子将受洛仑力 F=(v× B),而在导体中产生动生电动势 稳定 因此当B随时间而变,而导体回路整体或部分又因运动而切割磁通时,回路中的总电动势为 感+6动= (1)式应是电磁感应定律的普遍表述,概念很清晰,但是许多书却宁愿把牛曼(1845年)导出的公式作为电磁感应定律的普遍表述,大概是这一表述形式简洁,符合物理学家把电磁感应现象作统一表述的要求,一些书还从(2)…     

对法拉第电磁感应定律定量研究的探讨

法拉第电磁感应定律是电磁感应这一章的重点,中学课本中用能量守恒的观点演绎推理出导线切割磁力线时感生电动势的大小,然后由特殊情况分析、推理到一般,得出法拉第电磁感应定     

关于讲全电流定律的一些意见

我们知道,描写稳恒电流所生磁场的定律有二,其一是毕奥——沙伐——拉普拉斯定律,它说明任何电流元|d|在任何给定点P所生磁场为其二即安培环路定律,它指出在任何闭合电流所生磁场中,沿任何闭合回路的H矢量的线积分等于通过这闭合回路内各电流强度代数和的4π倍,     

计算感生电动势的角度法

局限于圆柱形空间、方向平行于圆柱轴线的均匀磁场随时间均匀变化时，在周围空间激发感生电场。处于该电场中的有限长直导线上产生的感生电动势可由简捷方法求出。本文根据电动势的定义导出计算直导线上感生电动势的角度法。     

动生、感生电动势与法拉第电磁感应定律等价性的研究

法拉第电磁感应定律与动生电动势、感生电动势之和是完全等价的。本文通过实例证明,等价是有条件的。当回路中存在大块导体时,则不等价。     

电磁感应定律两种表述的等价性

在《大学物理》上读到两个有关电磁感应佯谬的例子(见《大学物理》)1982, 2, p21图1及图2),涉及到电磁感应定律两种表述的适用条件和所受的限制是否相同、两种表述是否等价问题。我们知道,电磁感应有两大类型──切割磁力线型和磁场变化型。切割型的感应电流是磁场中随导体运动的电荷在洛仑兹力的作用下形成的。导体中的动生电动势为场变型的感应电流是在变化的磁场激发的电场作用下形成的。回路中的感生电动势为 任一种类型的电磁感应都可使回路的磁通量发生变化。切割型和场变型的电磁感应定律可分别写作若两种类型的电磁感应同时存在,电…     

物理竞赛中使用积分法求解感应电动势一二

为提升物理竞赛中学生运用积分法解决物理问题的能力, 以感应电动势的求解为例, 提出了用积分法 解题的一般思路. 对于动生电动势, 先寻找动生电动势微元, 再通过对微元积分求解; 对于感生电动势, 在已知感生 电场表达式时, 先求出感生电动势微元, 再对微元积分求解, 也可先利用积分求出通过回路的磁通量, 再根据法拉 第电磁感应定律求解     

展示相对性原理和电磁场相对性的一个佳例

以条形磁铁与导体圆环相对运动为例,依据导体圆环产生感应电流这一事实,首先讨论了条形磁铁参考系和导体圆环参考系下电场和磁场的不同.并在条形磁铁参考系下,从产生动生电动势的物理本质洛伦兹力出发,导出了法拉第电磁感应定律.然后,在导体圆环参考系下,由相对性原理直接给出了感生电场性质的数学表述,并深入讨论了电场和磁场的联系.最后,给出了爱因斯坦和费曼对该问题的不同思考并进行了简单分析.     

关于一道感生电动势例题计算的思考

对于感生电动势的理解和计算是学习电磁学过程中的重难点,现有电磁学教材中关于感生电动势的计算方法大多分为法拉第电磁感应定律计算法与定义法.但是在使用定义法计算时,大多教材在感生电动势例题的解题过程中,没有明确指明不同变量的矢量方向以及微分变化方向的关系.因此在求解感生电动势时,如果不留意各矢量变化关系往往会导致方向混乱、...     

运用电磁感应定律第二种表述的两个误解

电磁感应定律第二种表述告诉我们,磁场变化要引起感生电动势,导体运动要引起动生电动势。运用这个关系时,存在两个误解:①关于“磁场变化”,只注意了磁场所在区域的B是否随时间变化,没有注意到它也包括磁场分布区域在空间的位置是否随时间变化。②关于“导体运动”,只注意了它相对于磁场的运动速度,没有注意到更本质的是相对于观察者的速度, 在关于“电磁感应佯谬”的讨论中,一些作者曾多次提到永磁体从弹簧夹中拉出的实验[1]。在图一中,磁体被拉出时,感应电动势为零。这个结论是怎样得到的呢?一般认为,根据电磁感应定律的第二种表述:第一,…     

从麦克斯韦方程组到电磁波方程

<正>麦克斯韦方程组的威名可谓如雷贯耳,是经典电磁学的最高成就。先来看看麦克斯韦方程组的样子:方程组写成以上形式,需要一个前提:空间中的媒质是各向同性的(即,媒质中的每一点的物理性质不随方向改变)。方程组的一式描述了电荷产生电场的高斯定律,二式描述了变化的磁场产生电场的法拉第电磁感应定律,三式描述了磁单极子不存在的高斯磁定律,四式描述了电流和变化的电场产生磁场的麦克斯韦-安培环路定律。有物理意义上的场必定存在物理意义上的源,因此,我们可以发现,麦克斯韦方程组等式的左边是场,     

一道电学题

一根半径 R=1mm的长直铜线,其中通有随时间变化的电流 I=tA(t为时间),试求离导线 10 cm处的感生电场.参考答案: 研究图1所示的宽度为d、长为1的知形面积,在这个区域内的磁场为因此可计算出穿过矩形面积的通量为由法拉第定律,有且E是与导线平行的(由楞次定律可知).故有E0为导线中心的感生场,E0=0,所以有请注意,导线表面的感生电场是与导线的半径无关的,即在离导线10 cm处,E10cm10-0V/m一道电学题$湖南师大@罗维治     

导体细线圈在均匀磁场中的自感现象

利用法拉第电磁感应定律和基尔霍夫第二定律,求解了随时间变化的均匀磁场中静止和旋转的导体细线圈上的感应电动势和感应电流.发现对于静止的导体细线圈,在每个周期内,有两次时间间隔,感应电动势与感应电流反向,并且有两次时间间隔,楞次定律不成立.随着磁场变化的圆频率趋向无穷大,感应电动势的峰值趋向无穷大,而感应电流的峰值趋向一个常数.只有忽略自感,线圈上的感应电动势和感应电流才会满足欧姆定律.最后,分析了导体细线圈所围平面的磁场分布和线圈自感系数.     

法拉第电磁感应定律的理解和应用

为了表述电磁感应定律,设在ｔ１时刻穿过导线回路的磁通量是φ１,在ｔ２时刻穿过导线回路的磁通量是φ２,在△ｔ＝ｔ２－ｔ１时间内穿过回路磁通量的变化是△φ＝φ２－φ１,磁通量的变化率反映了磁通量变化的快慢和趋势．１法拉第电磁感应定律 公式：式中φ用Ｗｂ,ｔ用Ｓ,的单位是Ｖ,式中的负号代表感应电动势的方向． 感应电动势和磁通量是标量,它们的正负都是相对于某个正方向而言的．所谓正方向是人为约定的,用以与实际方向作比较的． 因为的正方向是选取回路的绕行方向,而磁通量选取的正方向是曲面的法线方向．这里就有了两…     

动生电动势和感生电动势的特殊相对论关系

电磁感应电动势分动生电动势和感生电动势两种。当闭合线圈与某一稳定磁场作相对运动时,在线圈中会感应出电动势。与磁场相对静止的观察者认为,这电动势是动生电动势;与线圈相对静止的观察者则认为,这电动势是感生电动势。这样的动生电动势和感生电动势在数值上是否相等?如果我们另选一个参考系,使得磁场和线圈都相对于它运动,那末,在线圈中将同时具有动生电动势和感生电动势,总电动势的数值与什么有关?动生电动势和感生电动势是相对的还是独立的?这些问题将在下面分别加以研究。 一、设坐标系S相对于磁体静止,任意形状的闭合线圈在磁场中…     

E=△φ/△t定量教学演示实验的研究

长期以来,在高中物理教学中,一直缺乏"法拉第电磁感应定律"实验的定量演示,[1]一文设计了一个"动生电"的定量实验.本文利用计算机辅助物理实验系统定量演示了"感生电"的E=△φ/△t的教学实验.     

基于摆和亥姆霍兹线圈磁场的电磁感应定律实验装置研究

法拉第电磁感应定律及其应用是电磁学中的重要内容.本文设计制作了一种新型电磁感应定律实验装置,该装置主要由摆、亥姆霍兹线圈、探测线圈、数据采集电路组成,利用LabVIEW虚拟仪器技术进行数据的采集、存储与实时显示,利用Matlab软件编程对产生的周期性感应电动势脉冲信号进行分析,为定量验证电磁感应定律和磁场测量实验提供了...