經(jīng)過(guò)十年的研究，法拉第發(fā)現(xiàn)了利用磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，打開(kāi)了電磁感應(yīng)的大門(mén)。當(dāng)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這其實(shí)就是回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)根據(jù)產(chǎn)生情況的不同，分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)。那么這兩類(lèi)電動(dòng)勢(shì)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？
1. 運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，當(dāng)導(dǎo)體條切割磁通線時(shí)，導(dǎo)體條中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式，稱(chēng)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體條在均勻磁場(chǎng)中以速度v向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中的自由電子在洛倫茲力的作用下從M端向N端移動(dòng)。電子的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度和它們受到的洛倫茲力如圖所示。
由于洛倫茲力的方向始終垂直于速度方向，所以洛倫茲力對(duì)電子不做功。但要使桿向右移動(dòng)，需要外力克服洛倫茲力的分力F1而做功。洛倫茲力的另一分力F2使電子沿桿從M端向N端移動(dòng)。電子在N端聚集，兩端產(chǎn)生電位差。因此，電子在非靜電力F2作用下，在導(dǎo)體桿中從M端向N端移動(dòng)時(shí)，就產(chǎn)生了動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。從能量轉(zhuǎn)換的角度講，外力克服了洛倫茲力而做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。從力與運(yùn)動(dòng)的角度講，當(dāng)洛倫茲力和電場(chǎng)力對(duì)電子的合力為零時(shí)，電子相對(duì)導(dǎo)體是靜止的，如圖所示。
求得導(dǎo)體棒兩端的電位差，這就是運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算公式。
2. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，當(dāng)磁場(chǎng)通過(guò)電路時(shí)，在電路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖所示。
當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度B增大時(shí)，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，其周?chē)鷮a(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)（或渦旋電場(chǎng)）。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線構(gòu)成一條逆時(shí)針?lè)较虻拈]合曲線。環(huán)形導(dǎo)體MN中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下將向M端運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體MN兩端帶等量的異性電荷而產(chǎn)生電位差。因此，由非靜電力即感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力作用于電子上，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使電子從N端向M端運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體兩端的電位差就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算公式，如果是一個(gè)由n匝線圈組成的回路，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為。
3.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系。
如圖所示，當(dāng)在線圈中插入一根條形磁鐵時(shí)，若以線圈為參考系，則線圈處磁場(chǎng)發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感生電動(dòng)勢(shì)；若以條形磁鐵為參考系，則相當(dāng)于線圈向磁鐵靠攏，線圈要切割磁通線才能移動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)并不是絕對(duì)的，而是緊密相關(guān)的。
四、高考中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的考查
1. 運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)的檢查
（1）導(dǎo)體水平移動(dòng)切割磁通線
例1：如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的均勻磁場(chǎng)中，兩平行金屬軌道MN、PQ水平放置，與磁場(chǎng)方向垂直，距離L=0.1m，軌道電阻可忽略不計(jì)。在兩軌道端點(diǎn)N、Q之間接一個(gè)阻值為R=0.3Ω的電阻器。在軌道上垂直放置一金屬棒ab，其接在電路中的電阻為r=0.2Ω。當(dāng)金屬棒在水平拉力作用下，以v=4.0m/s的勻速向左移動(dòng)時(shí)（）
A. ab 桿上安培力為 0.02 N
B.N、Q間電壓為0.2V
C.a端電位低于b端電位
D.電路中感應(yīng)電流的大小為1A
答案 A
（2）導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)并切割磁通線
例2：如圖所示，一個(gè)半徑為r的金屬圓盤(pán)，在垂直于圓盤(pán)表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，以角速度ω繞O軸作逆時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，則流過(guò)電阻R的電流的方向和大小為（忽略金屬圓盤(pán)的電阻）()
A.從c到d，
B.從d到c，
C.從c到d感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式，
D.從 d 到 c，
答案D
2. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的檢查
（1）磁感應(yīng)變化產(chǎn)生感應(yīng)電流
例3：在垂直向上的均勻磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)無(wú)變形的單圈金屬圓線圈，線圈所圍面積為0.1，線圈電阻為1Ω，線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上到下為順時(shí)針?lè)较颍鐖DA所示，磁場(chǎng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖B所示。下列說(shuō)法正確的是（）
A.在0至2秒內(nèi)，I的最大值為0.01A
B. 3到5秒內(nèi)，I的尺寸變得越來(lái)越小
C.在前2秒內(nèi)，通過(guò)線圈某一橫截面積的總電荷為0.01C。
D.第3秒時(shí)線圈加熱功率最大
答案：AC
（2）磁場(chǎng)變化產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)
例4：（多選） 根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示時(shí)，可能是（）
A. 向上方向的磁場(chǎng)在增強(qiáng)
B. 向上的磁場(chǎng)正在減弱
C. 向上方向的磁場(chǎng)先增大，然后反向減小
D.向上方向的磁場(chǎng)先減弱，然后反向增強(qiáng)
答案：BD
3. 運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的考察
示例5：（2016年國(guó)考卷三）
如圖所示，兩根間距為l的光滑平行金屬軌道位于同一水平面（紙面），軌道左端接有阻值為R的電阻；兩軌道上放置一根垂直于軌道的金屬棒；電阻、軌道與金屬棒之間有一塊面積為S的面積，該區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小與時(shí)間t的關(guān)系為B1=kt，式中k為常數(shù)；金屬棒右側(cè)也有一塊均勻磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的左邊界MN（虛線）垂直于軌道。該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向也是垂直于紙面向內(nèi)。某一時(shí)刻，金屬棒在外界水平恒定力的作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，并以時(shí)刻的速度剛好越過(guò)MN，然后以勻速向右運(yùn)動(dòng)。 金屬桿與軌道始終垂直且接觸良好，其電阻均可忽略不計(jì)。求：
（1）在t = 0到t = 0的時(shí)間間隔內(nèi)，流過(guò)電阻器的電荷的絕對(duì)值；
（2）t時(shí)刻通過(guò)電路的總磁通量（t_{0}">與作用在金屬棒上的外部水平恒定力的大小。
答案(1) (2)
分析：
（1）金屬棒通過(guò)MN前，穿過(guò)線圈的磁通變化量為：ΔΦ=ΔBS=kΔtS ①
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律： ②
根據(jù)歐姆定律：③
根據(jù)電流的定義：④
聯(lián)立公式①②③④可得：⑤
由公式⑤可知，在t=0~t的時(shí)間間隔內(nèi)，流過(guò)電阻R的電荷q的絕對(duì)值為
⑥
（2）當(dāng)t_{0}">時(shí)，金屬棒已通過(guò)MN。此時(shí)金屬棒與MN的距離為：⑦
均勻磁場(chǎng)穿過(guò)回路的磁通量為：⑧
穿過(guò)圓形有界磁場(chǎng)的磁通量為：⑨
電路的總磁通量為：⑩
根據(jù)公式⑨⑩??，在時(shí)刻t(t_{0}">，通過(guò)線圈的總磁通量為：?
在t至t+Δt的時(shí)間間隔內(nèi)，總磁通量的變化為：?
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為：?
根據(jù)歐姆定律：
由于金屬棒在MN的右側(cè)勻速運(yùn)動(dòng)，有：?
金屬桿上所受的安培力為：?
聯(lián)立方程⑦⑧???，可得：。