學習了電磁感應現象后,知道閉合回路中磁通量發生變化就會產生電流,從前面的學習我們知道,電流的本質是電荷的定向移動,感應電流的產生本質也是電荷的定向移動,在電池中使電荷定向移動的是其他形式的能(化學能)通過非靜電力做功轉化成電能,那么感應電流的產生是通過什么力做功轉化成電能的呢?
電磁感應現象中的感生電場
如下圖所示,閉合電路靜止于磁場中,由于磁場強弱的變化,閉合電路中會產生電流,如果磁場強度增加,閉合回路會產生如下所示方向的電流和感應磁場,既然產生了電流,肯定是導體中的可自由移動的電子發生定向移動,那使電子定向移動的力是什么力?是怎樣產生的呢?
英國物理學家麥克斯韋認為,磁場變化時會在空間激發電場,這種電場我們把它叫做感生電場,如果此刻空間存在閉合導體,導體中的自由電荷就會在感生電場的作用下做定向運動,產生感應電流。
記?。鹤兓拇艌鲋車蜁a生感生電場。
感生電場為同心圓,與B方向垂直,可以用楞次定律和右手定則來判斷。
電磁感應現象中的洛倫茲力
通過前面的學習我們知道,閉合回路中部分導體做切割磁感線運動時,導體相當于電源,如下圖所示,當導體向右運動時,根據右手定則,導體有向上的電流,那么是什么力導致導體中的自由移動的電荷發生定向移動的?
當導體向右運動時,導體中的自由移動的電荷也在向右運動,根據左手定則可知,導體中的正電荷所受的洛倫茲力向上,負電荷向下,所以導體有向上的 電流,一但導體中產生電流,因為導體向右運動,根據左手定則,導體會受向左的安培力作用,如果導體沒有向右的外力作用,導體會做減速運動,直到速度為零,在這個過程中,能量的轉化情況是:導體的動能通過安培力做功轉化成電能。