為什麼說動生電動勢本質是電子在磁場中受洛倫茲力的結果,F洛 qvB與E感 n t關係怎樣推導?

時間 2021-06-02 08:32:25

1樓:大白

可以用安培定律與畢奧薩伐爾定律證明電子所受洛倫茲力為F=evB,由於畢奧薩伐爾定律指出dB=μ0(Idl×er)/4πr,代入安培定律公式得到dF=Idl×dB,由於最初電子存在於導體棒中,導體棒最初不顯電性,導體棒以速度v移動時其內部電子相對磁場也有速度v,電子的幾何線度非常小,電子的運動可以產生電流,所以可以當做單電子的電流元處理,其瞬時值大小為dI=e/dt如果存在均勻的恆磁場,可得到F=Idl×B,其中Idl=-edl/dt=-ev,所以得到單個粒子所受洛倫茲力為F=-ev×B,而動生電動勢的定義是非靜電力對單位電荷量所做的功,在導體棒中非靜電力就是洛倫茲力對電子在導體棒的運動方向上的分力,所以洛倫茲力對電子移動棒長做的功可得ε=K=∫F·dl=Blv(這裡的l指導體棒的有效長度)而v是取決於導體棒的,設在dt時間內導體棒移動距離為dl,所以v=dl/dt,代入可得ε=Bldl/dt,而ldl表示閉合導體迴路在dt時間內變化的面積,與B相乘即dt時間內閉合導體迴路的磁通量變化量dΦ,故ε=dΦ/dt,如果有N匝相當於n個導體棒串聯在一起,故總電動勢為ε=NdΦ/dt

2樓:

可以利用向量微積分進行推導

首先,我們寫出法拉第電磁感應定律的表示式:

其中,磁通量的表示式我們用磁感應強度對座標的曲面積分寫出:

將兩個表示式結合起來:

其中:再利用向量恒等式:

利用電動勢的定義:

感生電動勢:

動生電動勢:

可得,產生動生電動勢所對應的電場強度:

,即洛倫茲力為

下圖是動生電動勢還是感生電動勢?

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