9-3 感生电动势 感生电场

关于感应电动势相对性的说明

我们通常将感应电动势分为动生和感生两类。但在确认是导体还是磁场源运动时,显然与观测者所处的参考系有关。如果参考系相对于磁场源静止,则运动导体中的感应电动势就是动生的;如果参考系相对于导体静止,则由于磁场源运动导致的磁场变化会在空间激发电场,这时在静止导体中出现的感应电动势就是感生的;又如在所选参考系中,磁场源和导体都在运动,则运动导体中的感应电动势就既有动生部分又有感生部分。

我们要注意以下两点:

(1) 一般说来,随参考系的不同,进行坐标系变换时,动生电动势可能定义为感生电动势,感生电动势可能定义为动生电动势。但动生电动势并不变换为同值的感生电动势,感生电动势并不变换为同值的动生电动势,只有参考系间的相对速度比光速小得多时才例外。

(2) 在某些情况下,动生电动势(或感生电动势)并不能简单归结为另一参考系的感生电动势(动生电动势)。一个典型的例子是:参考系以速度沿系的方向运动(如右图)。显然,对于系,导体棒中的动生电动势


图 9-20

        

但在系中看来,导体静止,匀强磁场的空间分布也无变化,棒中既不应该出现动生电动势,也不应该出现感生电动势。所以,对这种情况就不能简单地将系中的动生电动势归结为系中的感生电动势。实际上,在系中除了磁场外,还存在电场
            
    而静止导体棒中的电动势就是由此电场产生的,其大小为