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感生电动势与动生电动势的本质区别曹海斌（高新区第一中学 215011）一、问题的提出关于感生电动势和动生电动势的概念，不仅学生往往有错误的理解，有的老师也理解深度不够。
请看下面的问题：下图中所示：图1中通电螺线管A 不动，A 中电流大小也不变，金属圆环B 由远处向A 靠近；图2中金属圆环B 不动，通电螺线管A 也不动，但使A 中的电流变大；图3中金属圆环B 不动，通电螺线管A 中电流大小不变，让A 从远处插入B 。
问这三种情况下产生的电动势分别是什么电动势？这三种情况下通过线框的磁通量都发生了变化，其中图1中磁通量的变化是由于线框运动切割磁感线引起的，B 中产生的是动生电动势，这应该是没有争议的。
图2中磁通量的变化是由磁感应强度变化引起的，这是感生电动势也是没有争议的。
图3中当A 向B 靠近时，B 所在处的磁感应强度发生了变化，乍一看认为B 产生的感应电动势是感生电动势。
但从相对运动的角度看，虽然圆环B 不动，通电螺线管A 在运动，但也可以理解为：磁铁不动，线框在动。
这样图C 中的感应电动势就应该和图1相同产生的是动生电动势。
那么C 图中的感应电动势究竟是什么电动势呢？二、感生电动势和动生电动势的本质区别这就要弄清楚这两种电动势的本质区别。
在高中物理人教版新教材3-2中，P19-20中是这样解释的：“如果是感应电动势由感生电场产生的，这也叫做‘感生电动势’”。
“如果感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫做‘动生电动势’”。
对照动生电动势的定义，对上面的问题的解决还不是很清楚。
但对照感生电动势的定义，再深入思考一下，就能明白了。
也就是说有没有感生电场是关键。
感生电动势的本质是产生涡旋电场，涡旋电场产生非静电力，使导体中的电荷向两端积累产生电势差。
而动生电动势是洛伦兹力充当非静电力，使导体中的电荷向两端积累产生电势差。
C 图中磁通量变化貌似磁场变化引起的，其实这样的磁场是稳定的磁场，只不过是运动的稳定的磁场，由于磁场运动导致线框切割磁感线，使得线框中的自由电荷受到洛伦兹力而发生定向移动形成电流。
Science &Technology Vision 科技视界1动生电动势如图1,一根金属棒在匀强磁场中沿与棒和磁场垂直的方向以速度V0向右运动。
自由电荷(电子)随棒运动。
必然受到洛仑磁力作用,而发生运动。
电子沿棒运动的速度为U。
这样自由电子具有随金属棒运动的速度V0同时还有沿棒运动的速度U,故自由电子相对磁场的合速度为V0。
金属棒ab 两端因正负电荷分别积累,而形成电动势,Uab>0。
图1由左手定则可知,由于自由电子相对磁场以速度V 运动,一定会受到洛仑磁力F 洛。
当F 洛的分力F1与F 外平衡,F 洛的另一分力F2与电场力FE 平衡时,金属棒两端建立了稳定的动生电动势。
F 洛=eBV 其分力F1=eBVcosα=eBu,F2=eBVsinα=eBV0金属棒ab 两端电动势U=BLV0,自由电子受到的电场力FE=eE=eBLV0/L=eBV0FE 与F2等大反向。
F 外与F1等大反向(图2)。
图2F E 与F 外的合力F'=eB V 02+U 2√=eBVH 合和F 洛等大反向。
此时自由电子受到的三个力F 洛、F 外、F E 作用达到平衡。
金属棒匀速垂直切割磁感线运动建立了稳定的电动势。
E=BLV 0从能量转化的观点来看:外力克服洛仑磁力的分力F1做功,机械能转化的电能。
在此过程中洛仑磁力起到中转能量的作用。
使机械能和电能之间发生转化。
那么洛仑磁力是否做功呢:F 洛的分力F 1与V 0反向做负功W1,另一分力F2与电子沿棒移动方向U 一致做正功W2,则有:W1=-F 1V 0t=-eBIV 0t W2=F 2Ut=eBV 0Ut W=W1+W1=0其实洛仑磁力F H 合与电子合速度V 垂直,其做功为零是肯定的。
我们可以看到动生电动势有以下几个特点:a.在能量转化上是机械能转化为电能。
b.洛仑磁力参与其全过程并传递能量,实现两种形式的能量转化。
c.因为洛仑磁力与自由电荷合速度方向垂直,洛仑磁力不做功。
11/2009谈谈感应电动势、感生电动势、动生电动势蔡薇(南京高等职业技术学校)动生电动势和感生电动势产生的缘由及其非静电力是不一样的。
而感应电动势是动生电动势的感生电动势的总称。
应当指出,这种分法在一定程度上只有相对意义。
文章阐述了感应电动势、感生电动势、动生电动势的不同运用。
感应电动势感生电动势动生电动势在物理教科书中常常看到感应电动势、感生电动势、动生电动势这三个名词。
其实,这三个名词的概念是不一样的。
大家知道:当穿过导体回路的磁通量发生变化时,回路中就产生感应电动势。
按照磁通量变化原因的不同,又有两种情形:一种是在稳恒磁场中运动着的导体内产生的感应电动势,叫做动生电动势;另一种是导体不动,因磁场的变化产生的感应电动势,叫做感生电动势。
动生电动势可以看成是由洛仑兹力所引起的。
导体在磁场中运动,导体内的自由电子也以同样速度向同样方向运动,自由电子从而受到洛仑兹力的作用,在洛仑兹力的作用下,自由电子向导体的一端聚集,使导体此端带负电,而导体另一端则带正电,从而产生动生电动势,形成电源。
由此可见,导体在磁场中运动产生动生电动势,其非静电力为洛仑兹力,并且动生电动势只可能存在于运动的这一段导体上,而不动的那一段导体上没有电动势。
感生电动势是由变化的磁场本身引起的。
变化的磁场在其周围也会激发一种电场,叫做感应电场或涡旋电场。
这种电场与静电场的共同点就是对电荷有作用力。
与静电场不同之处,一方面在于这种涡旋电场不是由电荷激发的,而是由变化的磁场所激发;另一方面在于描述涡旋电场的电力线是闭合的,从而它不是保守场。
产生感生电动势的非静电力正是这一涡旋电场。
从上述分析可见:动生电动势和感生电动势产生的缘由及其非静电力是不一样的。
而感应电动势是动生电动势的感生电动势的总称。
最后应当指出,这种分法在一定程度上只有相对意义。
例如,如图示,如果在以线圈为静止的参照系内观察,磁棒的运动引起空间磁场的变化,线圈中的电动势是感生的。
