张 月 沈国柱 赵媛媛

(南京信息工程大学物理与光电工程学院,江苏 南京 210044)

1 问题引入

本科物理学的学习相较于高中而言的最大特征是强调矢量叉乘方向的判断与微分的内容,而电磁学的学习是矢量知识运用的较集中的体现,也是本科物理学学习的基础。因此,强化矢量叉乘运算能力有利于更好地理解电磁学中具体内容的物理意义,为进一步的物理学学习打下基础。

本科阶段学习电磁学的过程中,在系统学习稳恒磁场之后引入法拉第电磁感应定律和楞次定律,结合以上两个定律引入感应电动势的概念,感应电动势可根据磁通量变化方式的不同而分为动生电动势与感生电动势。动生电动势的计算方法一般有两种方法[1]:

方法一:通过洛伦兹力公式

来进行计算。

方法二:利用法拉第定律进行计算。此时又分为两种情况,即运动的导体是否闭合,选择合适的闭合曲线运用法拉第定律进行计算即可得到结果。

感生电动势的计算也同样有两种方法[1]:

方法一:利用定义式

来进行计算。

方法二:利用法拉第定律进行计算。同样分为闭合导体与一段导体两种情况,通过选择合适的闭合曲线进行计算。

在实际计算非闭合回路感应电动势的过程中,利用法拉第电磁感应定律方法能够很便捷地得到计算结果,但是使用定义法能够更加反映物理实质。相较于动生电动势,利用定义法来计算感生电动势方法更加需要仔细分析矢量方向的问题,不然很容易导致方向混乱、计算结果正负号有误。……