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简单剖析电磁感应现象及其本质 摘要：电磁感应是指因磁通量变化在回路中产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一，揭示了电与磁之间的内在联系，但在学习中对电磁感应定律及其内在本质联系比较难于理解，本文从电磁感应定律为出发点对电磁现象做简要分析，探讨电磁感应现象规律及其本质。 关键词：电磁感应 磁通量变化 感应电动势 非静电力 电磁感应又称磁电感应现象，是指放在变化磁场中的导体，会产生电动势，此电动势称为感应电动势或感生电动势。若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流，变化的磁场能够产生电流, 这就是电磁感应现象。这种电流称为感应电流, 研究表明, 它的产生是由于闭合回路的磁通量Ф发生了变化。英国的科学家法拉第经过多年的实验研究, 于1831年总结出电磁感应的规律，感应电动势用表示为 ＝－ 上式中我们用“－”号表示感应电流的方向，用楞次定律来判别，楞次定律表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。如果闭合电路是一个n匝线圈, 上式变为 ＝－ 由此式可以知道法拉第电磁感应定律ε＝－n的磁通量变化, 可归因于两种情况： 一种是由回路边界运动( 扩张或收缩)引起的； 另一种是由回路内的磁感应强度变化所致。如图1 所示, 金属棒ab 与导轨组成的闭合回路abcd平面与磁感应强度B垂直, 当磁场稳定时, 金属棒ab 以速度沿导轨运动, 则感应电动势为==。当金属棒静止不动, 只有磁感应强度B 变化时, 感应电动势为==S，在一般情况下, 由回路边界运动产生的电动势也叫做动生电动势, 用矢量积分表示为 = 由磁感应强度变化产生的感应电动势叫做感生电动势, 用矢量积分表示为 =－ 它概括了产生电磁感应现象的两种基本形式，全面地反映了产生感应电动势的规律＝－，即电磁感应定律的两种表述形式,因此法拉第电磁感应定律的两种表述是等价的。 动生电动势和感生电动势同源于电磁感应现象, 因而在某些条件下表现出一定的统一性, 但由于电磁感应中两者在电子理论上的区别, 它们又是不同的。 1、是一段直导线相对于匀强磁场发生相对运动的情况下导出的。如图2所示, 直导线L 垂直于磁场B的方向以速度V作匀速的切割磁力线运动,。可以导出, 该式虽然具有特殊性, 但却是动生电动势的一种重要表现形式, 因为它全面反映了该式的适用条件。如图3所示, 若与B不垂直, 而成θ角（θ≤90°）则矢量可分解为∥和⊥两个分量。其中∥不产生电动势，则。该式为动生电动势的一般表达式。综上所述, 动生电动势的适用条件为 （1）研究对象是一段直导体 （2）导体相对匀强磁场有相对运动 （3）3个空间量，B，相互垂直时决定其的数值，要注意为金属导体切割磁感应线的长度，不是导体棒长度也不是磁场长度。 对于的导出过程, 是当闭合回路所包围的面积的磁通量发生变化时，在闭合回路里所产生的感生电动势的表达式。如图4所示，Ａ回路的空间里,有磁通量的变化时，在A回路中则有感生电动势。法拉第电磁感应定律的数学形式为： 。比较两个感应电动势可知, 它们的研究对象, 产生的物理过程以及适用条件都有着明显的不同。 使用两组公式时要注意区别，及，Φ表示磁通量, 即导体所围成的面积中磁力线条数的多少。设导体所围面积为垂直穿过线圈平面的匀强磁场的磁感应强度为B⊥, 那么,若B的方向与线圈平面不垂直, 应取垂直分量。表示磁通量的变化，=，＞0表示磁通量增加,＜0表示磁通量减少,=0表示磁通量不变。按实际情况，有三种求法： (1)磁感应强度B⊥不变, 只是闭合回路的面积S发生变化，此时= =。 (2)闭合回路的面积S不变, 穿过闭合回路的磁感应强度B发生变化，此时=。 (3)闭合回路面积和磁感应强度都不变, 但线框绕某一固定轴转动，如图5所示，此时磁通量变化为=。是一个关键的物理量, 它表示磁通量的变化率，应该把看一个整体不可以简单地理解为跟磁通量的变化成正比, 跟时间成反比,更不能认为, 较大时就大。如果闭合电路的面积和相对于磁场的空间位置都保持不变, 但磁感应强度的大小随时间均匀变化，即为定值时，==。 例如, 在磁场中, 导体回路所在平面的法线与的夹角θ=60°