赵 强 刘 萍

(西安交通大学理学院，陕西 西安 710049)

教学经验交流

用磁荷观点解释单极感应现象

赵 强 刘 萍

(西安交通大学理学院，陕西 西安 710049)

本文首先利用磁荷观点计算了旋转磁铁端面上的磁流，然后利用磁流的安培环路定理求出单极感应发电机回路中的电动势，并且指出回路中的电动势与回路的形状无关。利用磁荷观点还克服了使用相对论观点时对磁铁旋转速度过度限制、对磁铁端面磁场过度简化以及计算复杂的缺点。

磁荷观点； 单极感应现象； 电动势；磁流；对称性

贾起民先生在他的《电磁学》一书中向读者介绍了这样一个既有趣、又让人感到十分困惑的现象：“单极感应现象”[1]。为了讨论此现象，首先将贾起民先生对此现象的介绍转述如下：

单极感应现象是一种运动磁体的电磁感应现象。当一圆柱形磁体以恒定的角速度ω绕其对称轴旋转时，在与这磁体滑动接触的静止的回路中出现一稳恒的电流。这现象最早由法拉第进行了研究，后被韦伯命名为单极感应发电机(此名字并不恰当)，其示意图如图1所示。

关于单极感应现象起因的解释，历史上曾有过剧烈的争论。以法拉第为代表的观点认为：当轴对称的磁体绕其对称轴旋转时，周围空间的磁场分布并无变化，但是导电的磁体在磁场中运动。运动的导电磁体(图中的CP2)切割磁感应线，从而产生感应电动势，因此这是一种动生电动势，电动势的源分布在磁体内部。另一种观点以韦伯为代表，这种观点认为磁场的磁感应线跟随磁体一起以ω旋转，运动的磁感应线切割静止的导线回路，从而产生感应电动势。……