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.     

轴向变化磁场中导体电势问题的讨论

应用类比法计算了截面为矩形的轴向变化磁场激发感生电场,并且讨论了处于这类感生电场中导体的电势问题.     

电磁感应中的动生电动势与感生电动势

电磁感应有两种方式：一种是磁场不变化，导体在磁场中运动，叫动生电动势；另一种是导体不动，而磁场变化，叫感生电动势，下面分别分析这两种电动势，     

对“ 感生电场演示仪”的改进

变化的磁场会在其周围空间激发感生电场, 感生电场作用于导体中的自由电荷, 产生感应电动势, 形 成感应电流. 针对教材提供的实验案例使用交流电的不足, 提出改进方案, 有利于师生动手实验, 揭示感应电动势 的产生机理     

在感生电场中电势是无意义的

在教学过程中,发现有的书籍在感生电场部分编入了一些有概念性错误的习题和例题。例如:F.W.Sears等著(恽瑛等译)的《大学物理学》①,张静汇编的中央广播电视大学《教学参考资料》②,王发伯等编的《普通物理典型题解》③,都编入了一些在感生电场中求两点电势差的问题,据我所见,在各校的测验和考试题中犯同类错误者也不少。因此,深刻理解电势引入的条件和感生电场的特点是十分必要的。 成生电场是变化的磁场激发的电场。具体又分两种情形:由于导体在磁场中切割磁感应线,而在导体中产生的成生电场;以及当穿过任一回路(不管有无导体回路存在)…     

感生电场与动生电场的等效性探究

本文认为在感生电场的情况下,磁场的强弱变化可以引起磁场自身的横向运动,使得线圈中电子相对于磁场发生运动,从而等效为一个动生电场,受到洛伦兹力的作用.借助磁感线模拟磁场的运动方式,得到圆形回路中任意一点与磁场相对运动速度的表达式,进而推得该＂等效动生电场＂中的洛伦兹力.以螺线管为例,验证该方法可以解释感生电场所满足的规律.将感生电场与动生电场的产生原因统一为导体中电子与磁场的相对运动,相应电动势的非静电力统一为洛伦兹力.     

关于电磁感应中感应电动势的探讨

关于电磁感应中感应电动势的探讨王立前（河北轻工业学校唐山０６３０２０）电磁感应现象可分为两大类，一种是在稳恒磁场中导体运动而产生的感应电动势，叫作动生电动势．另一种是导体不动，因磁场变化而产生的感应电动势，叫作感生电动势．它们的表达式分别是这两个电动...     

在电磁学体系下讨论运动电荷的电场与磁场的联系

本文以点电荷相对导体圆环运动为例，在麦克斯韦电磁理论的体系下，阐明导体圆环系下电场与磁场之间的联系，以揭示电磁场的相对性。     

感生电场作用下的电流变化问题的思考与分析

“电磁感应”一章的第5节内容有这么一句话,“英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,它不是由电荷产生的,我们把它叫做感生电场.如果此刻空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下定向运动,形成电流.”这句话引出了自己的一个思考,感生电场是闭合的,电荷是不是就不断地加速下去了呢,一圈又一圈,直至光速?当时很随意的一个想法,后来随着思考的深入有了更进一步的认识,下面就这个问题做一些展开.     

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,…     

截面异形的轴向变化磁场产生的感生电场

介绍一种计算感生电场的数值方法,它既可用于计算柱形分布均匀变化磁场所产生的感生电场,也可计算分布在任意界面上的变化磁场所产生的感生电场,并给出了一些计算实例．     

圆形区域变化磁场激发 涡旋电场的问题剖析及案例分析

剖析涡旋电场的分布以及涡旋电场中非导体约束和导体约束条件下的电势问题, 给出在限定的圆形区 域内均匀变化磁场中的涡旋电场、 感生电动势与电势的分布规律, 以及在这限定的圆形区域内均匀变化的磁场中, 非导体约束和导体约束条件下电势的计算与比较. 通过在涡旋电场中对电源、 电势及电压等概念的引入,澄清了一 些在大学物理教学中涉及涡旋电场的容易模糊、 难于理解的概念. 对涡旋电场的一个具体案例进行了详细分析     

变化磁场中分段均匀电导率导体圆环上的无旋电场

处于变化磁场中，由电阻不同的两半环组成的导体圆环，其两半环连接处的龟势差问题可近似地作为两半环各自具有相同电动势及不同集中电阻的环形电路问题处理．这种近似的成立条件是：（１）导体圆环的电阻很大，自感作用可以忽略．（２）不考虑暂态过程．（３）环内磁通量变化频率很低，其影响可以略去．     

验证感生电场存在的实验

针对磁场变化时激发产生的感生电场很难演示的问题,设计了演示感生电场存在的实验. 该实验将不同功能的仪器组合起来使用,通过亥姆霍兹线圈的交变磁场对带电粒子的作用效果,直观说明感生电场的存在.     

浅谈运动磁场中导体棒电动势的产生

当磁场运动而导体棒不动时,产生电动势的原因并不是洛伦兹力的作用,而是电场力.从这个意义上讲,把电磁感应电动势分为感生和动生只有相对意义.     

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…     

无限长螺线管感生电场方向的证明

本文从感生电场所遵循的场方程 出发，对无限长螺线管内磁场变化激发的感生电场只有切向分量做了全面的证明．     

在感生电场中电势是否无意义?

在1982年第10期发表徐信洪《在感生电场中电势是无意义的》一文后不久,本刊陆续收到十几封信和稿件①,对该文进行了热烈的评论。限于篇幅,难以一一刊载,特将来稿综述如下。 首先,有作者指出,“该文题目的含义是对的”,(4)(5)“感生电场是非保守场,不能引入电势概念,这无疑是正确的”。(6)来稿大多数对此不表示异议,(5)(7)(9)(10)(13)但对徐文给感生电场下的定义,以及认为“有的书籍编入了一些有概念错误的习题和例题”,提出了不同的看法。 徐文认为感生电场分两种情形,第一种是由于导体在磁场中切割磁感应线,而在导体中产生的。来稿指出,(3)…     

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…     

任意形状磁场区域感生电动势的研究

讨论任意形状磁场区域所产生的感生电动势的计算方法.首先讨论有限长直导线的情况.然后以圆形、矩形和三角形磁场区域为例来计算,结果表明不同形状的磁场区域对相同长度直导线所产生的感生电动势也不相同.其次研究了磁场对无限长直导线所产生的感生电动势.证明了磁场对无限长直导线所产生的感生电动势仅仅依赖磁场区域的面积大小而与磁场区域的具体形状和导线到磁场的距离等因素无关.