大學(xué)物理電磁場(chǎng)思考題

1、大學(xué)物理化學(xué)升華第三小組大學(xué)物理化學(xué)升華第三小組講解：陳凱瑋講解：陳凱瑋PPT制作：由云峰制作：由云峰討論：李少銅討論：李少銅不同不同電阻的電阻的金屬環(huán)的感金屬環(huán)的感生電場(chǎng)生電場(chǎng)問題呈現(xiàn)問題呈現(xiàn)如圖所示如圖所示，導(dǎo)線圓環(huán)有兩種不同電阻值的材料組成，導(dǎo)線圓環(huán)有兩種不同電阻值的材料組成，R1R2,R1R2,局限于圓柱形空間的均勻磁場(chǎng)局限于圓柱形空間的均勻磁場(chǎng)B B正好垂直穿正好垂直穿過圓環(huán)所圍圓面，過圓環(huán)所圍圓面，dB/dB/dtdt00，判斷兩種材料的連接，判斷兩種材料的連接處處C C、D D兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，整個(gè)圓環(huán)中的感生電動(dòng)勢(shì)為dtdBrE2再由楞次

2、定律可以判斷電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針我們已知，無論有無導(dǎo)體回路，也不論回路在真空中還是在介質(zhì)中，在變化的磁場(chǎng)的周圍空間里，到處充滿感生電場(chǎng)。如果有導(dǎo)體回路置于感生電場(chǎng)中，感生電場(chǎng)就驅(qū)使導(dǎo)體中的自由電荷運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果不存在導(dǎo)體回路，感生電場(chǎng)依然存在，只不過沒有感生電流。所以由對(duì)稱性可知，E均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上，選擇左邊路徑內(nèi)C至D，有一段含源電路的歐姆定律可得21EIRVVDC而易知兩電阻串聯(lián)，有21RREI綜合以上各式可得22121ERRRRVVDC 已知R1R2，所以DCVV 那么問題來了，為什么C,D兩點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)不相等呢？結(jié)論：產(chǎn)生電勢(shì)差的原因是在電阻不均勻處產(chǎn)生了正電荷的積聚！我們

3、知道12112121mmmttRdRIdtqmm由于R1，R2經(jīng)歷相同的時(shí)間，所以 相同，但是R不同，故兩邊導(dǎo)體的感應(yīng)電荷量q1，q2不同。12mm那么問題又來了，C,D兩點(diǎn)的電荷會(huì)無限積聚嗎？答案當(dāng)然是不能！當(dāng)出現(xiàn)正電荷的積聚時(shí)，此電荷將產(chǎn)生靜電場(chǎng)，該靜電場(chǎng)將會(huì)阻礙正電荷的進(jìn)一步積聚，直到達(dá)到一個(gè)平衡，使得C，D兩點(diǎn)處的電勢(shì)差保持不變。小結(jié)：當(dāng)環(huán)形回路中電阻不均勻時(shí)，在不均勻處將出現(xiàn)電荷的積聚，此電荷將產(chǎn)生靜電場(chǎng)，使回路中出現(xiàn)電勢(shì)差，當(dāng)回路中電阻分布均勻時(shí)，將不會(huì)出現(xiàn)正電荷的積聚，不產(chǎn)生靜電場(chǎng)，整個(gè)回路為等勢(shì)體，不存在電勢(shì)差而回路中的感生電動(dòng)勢(shì)E由變化的磁場(chǎng)所激發(fā)的渦旋電場(chǎng)引起，與圓環(huán)中的電阻分布無關(guān)。學(xué)習(xí)物理要多動(dòng)腦，多