學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象后,知道閉合回路中磁通量發(fā)生變化就會產(chǎn)生電流,從前面的學(xué)習(xí)我們知道,電流的本質(zhì)是電荷的定向移動,感應(yīng)電流的產(chǎn)生本質(zhì)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(xué)能)通過非靜電力做功轉(zhuǎn)化成電能,那么感應(yīng)電流的產(chǎn)生是通過什么力做功轉(zhuǎn)化成電能的呢?
電磁感應(yīng)現(xiàn)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(qiáng)弱的變化,閉合電路中會產(chǎn)生電流,如果磁場強(qiáng)度增加,閉合回路會產(chǎn)生如下所示方向的電流和感應(yīng)磁場,既然產(chǎn)生了電流,肯定是導(dǎo)體中的可自由移動的電子發(fā)生定向移動,那使電子定向移動的力是什么力?是怎樣產(chǎn)生的呢?
英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為,磁場變化時會在空間激發(fā)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(dǎo)體,導(dǎo)體中的自由電荷就會在感生電場的作用下做定向運(yùn)動,產(chǎn)生感應(yīng)電流。
記住:變化的磁場周圍就會產(chǎn)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(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力
通過前面的學(xué)習(xí)我們知道,閉合回路中部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時,導(dǎo)體相當(dāng)于電源,如下圖所示,當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動時,根據(jù)右手定則,導(dǎo)體有向上的電流,那么是什么力導(dǎo)致導(dǎo)體中的自由移動的電荷發(fā)生定向移動的?
當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動時,導(dǎo)體中的自由移動的電荷也在向右運(yùn)動,根據(jù)左手定則可知,導(dǎo)體中的正電荷所受的洛倫茲力向上,負(fù)電荷向下,所以導(dǎo)體有向上的 電流,一但導(dǎo)體中產(chǎn)生電流,因?yàn)閷?dǎo)體向右運(yùn)動,根據(jù)左手定則,導(dǎo)體會受向左的安培力作用,如果導(dǎo)體沒有向右的外力作用,導(dǎo)體會做減速運(yùn)動,直到速度為零,在這個過程中,能量的轉(zhuǎn)化情況是:導(dǎo)體的動能通過安培力做功轉(zhuǎn)化成電能。