关于感生电动势问题的讨论

叶伟国

摘要：阐述了产生感生电动势的本质和感生电动势的基本数学表达式，明确了产生感生电动势的基本条件，分析了在闭合导体和非闭合导体中产生感生电动势的典型例子，讨论了在非导体回路中不能形成感生电动势的根本原因。

关键词：感生电动势；导体；感生电场力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）07-0258-02

一、引言

固定回路中的磁场发生变化，磁通量改变，会在导体中产生感生电动势。感生电动势的成因由麦克斯韦的假设来阐释：变化的磁场在其周围空间激发一种新的电场，称为感生电场或涡旋电场。处于感生电场中的电荷受到感生电场力的作用，在导体中，该电荷在感生电场力的作用下产生位移，感生电场力是一种非静电力，便在导体中产生感生电动势。

应该指出，按照引起磁通量变化原因的不同，把感应电动势区分为动生电动势和感生电动势，从参考系变换的观点看，在一定程度上只具有相对的意义。对于某些情形，例如磁棒插入线圈产生电动势，以线圈为参考系，是感生电动势；以磁棒为参考系，是动生电动势。但在一般情形下，不可能通过坐标变换，把感生电动势归结为动生电动势；反之亦然。

二、感生电动势的寄生介质

若是非导体组成的回路，问题怎么解释？几乎所有的物理著作未有提及此问题，好像都在回避。有的教材甚至绕道出练习题，如经常看到以下的选择题：将形状完全相同的铜环和木环静止放置在交变磁场中，并假设通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，不计自感，则在下列表述中正确的是[1]。

（A）铜环中有感应电流，木环中无感应电流；

（B）铜环中有感应电流，木环中也有感应电流；

（C）铜环中感生电场大，木环中感生电场小；

（D）铜环中感生电场小，木环中感生电场大。

参考文献：

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

[2]蒋玉坤.对感生电动势物理意义的探讨[J].河北师范学院学报（自然科学版），1993，（4）.

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