1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，从一个侧面揭示了长期以来一直.doc

动生电动势 1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，从一个侧面揭示了长期以来一直认为是彼此独立的电现象和磁现象之间的联系。1831年，法拉第在关于电磁感应的第一篇重要论文中，总结出以下五种情况都可以产生感应电流：变化着的电流，变化着的磁场，运动着的恒定电流，运动着的磁铁，在磁场中运动着的导体。只要穿过回路的磁通量发生了变化，在回路中就会有感应电动势产生。而实际上，引起磁通量变化的原因不外乎两条：其一是磁场的分布不随时间变化回路相对于磁场有运动；其二是回路在磁场中虽无相对运动，但是磁场在空间的分布是随时间变化的，我们将前一原因产生的感应电动势称为动生电动势，而后一原因产生的感应电动势称为感生电动势。动生电动势的产生机制 如图2所示，自由电荷随导体运动的速度为，产生的洛仑兹力为，自由电子做定向移动的速度为，产生的洛仑兹力。电子的合速度为，洛仑兹力的合力为，垂直，所以洛仑兹力总的不做功。也就是说做正功，做负功，正好抵消。即洛仑兹力并不提供能量，只是传递能量。做正功使自由电子沿导体定向运动产生电能，做负功，使自由电子沿导体运动方向的速度减小。从大量自由电子的宏观表现来看，阻力的宏观表现就是安培力，外力必须克服安培力做功将其他形式的能量转化为电能。外力克服安培力做功消耗其他形式的能量，通过洛仑兹力的一个分力做正功转化为电能，所以洛仑兹力起到能量传递的作用，并没有对外输出能量。这与洛仑兹力永不作功并不矛盾！ 三、动生电动势的计算 若导轨间距为，运动速度为，匀强磁场的磁感应强度为，，，两两垂直，如图3所始，根据法拉第电磁感应定律。 若根据电动势的定义，单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，非静电力所作的功，就是电动势。还是上面问题，则。两者计算结果是一样的。 × × × × × × b a × × × × × × × × × × × × × × × × × × v 图1 图2 v1 b a v × × v2 × × F1 F2 F 图3 v b a × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×