感应电动势的相对性.pdfVIP

2003年 3Jr] 褒樊学院学报 Mar．2003 第24卷第 2期 JournalofXiangfanUniversity 、，0l24NO．2 感应电动势的相对性 王国强，章 平 (郧阳师范高等专科学校 物理学系，湖北 丹江口442700) 摘要：矩形线圈在载流长直导线的稳恒磁场中以特定的方式运动，线圈中将产生感应电动势， 感应电动势在不同的惯性系中有不同的量值，因而感应电动势在某些特定情况下是一个相对物理 量． 关键词：感应电动势；惯 参照系；洛仑兹变换；相对性 中图分类号：O441-3 文献标i,uJi_q：A 文章编号：1009—2854(2003)02-0019-04 感应电动势根据产生电动势的原因不同而分为动生电动势和感生电动 在计算感应电动势时由法拉第 电磁感应定律来确定，电磁感应定律有两种表述 J．在：交商lc3【】中，寸论了永豫诈 鞅 中取出的过程，以弹 簧夹和永猫-体为不同的惯性系分析了弹簧夹回路中感应 电动势为零的原因，但 j肾说明感应电动势的相对性 在不同的惯性系中，电磁期彳『 洛仑雹圆耋决下，其数学形式 ，通常称作电磁规律的切爰淄 f变 性，也可叫做电磁规律的绝对性．但描述电磁场量在不同的惯性参考系中有不同的量值，即电磁场量是相对的． 下面来讨论在电磁感应现象中产生的感应电动势是否也具有相对性，即动生电动势与感生电动势的相互转化 1矩形线圈中感应电动势的坐标变换 为了遇免同时性栩念的相列性带来的麻烦，假设—平面矩形线圈固定 在惯性参考系∑的 =a平面内，该线圈相对于另—惯性参考系∑，以 匀速 垂直于圈面沿 轴正向运动 (如图 1所示)．若∑系有稳恒长直 电流，产生的稳恒磁场 = (，Y，：)，运动线圈切割 线，线圈内产生动 图 1矩形线圈切割 线 生电动势 功= (× )， (1) 它促使运动线圈的电荷重新分布，从而形成电场 ，属于库仑电场，遵从静电场中的环路定理，即 4．E·=4-(￡ay+E：出)=0 (2) 闭合线圈在 ：。的平面内，故￡=0．当在相对线圈静止的惯性参考系∑观测这现象时，按电磁场的场量变 换公式 1，导线内有 收稿 日期：2002．09．16 基金项 目：湖北 教育厅白然科学 金项 日 (98A085) 作者简介：I田强 (1964-)，男，}-南淅川人，郧 帅 -矗等专科学校物理系副教授，土要从事I磁学、光学及吸波材料的教学 ’j研究． 19 王国强，章平：感应电动势的相对性 ： E、B：=B ￡：=y(E 一vB：) (3) E ：y(E：+vB、) 一 × 一8 式