本文阅读简介:

  • 1、百度百科的这个解释怎么理解?涡旋电场的本质
  • 2、求涡旋电场产生的微观原因,需要详细的解释
  • 3、涡旋电场是无源场吗
  • 4、什么是涡旋电场?
  • 5、变化的磁场为什么产生的是涡旋电场

百度百科的这个解释怎么理解?涡旋电场的本质

只知道磁场随时间变化的关系,只能求出电场的旋度,不能求出电场。

但是知道了电场的旋度,就可以求出沿任何一个闭合回路的线积分。也就是说,中学或本科低年级课程中,已知随时间变化的、无穷大的磁场,求电动势的时候,所谓的“涡旋”场的中心是可以随意选取的,计算出来的电动势都一样。

对于磁场仅限于半径为R的圆柱空间内的情景,假设“涡旋”场的中心就是圆心也只是为了求解方便。

求涡旋电场产生的微观原因,需要详细的解释

导体在非匀强磁场中运动,或者导体静止但有着随时间变化的磁场,或者两种情况同时出现,都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律,在导体中就产生感应电动势,从而驱动电流。这样引起的电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁场的分布而不同,其路径往往有如水中的漩涡。涡旋电场力的本质就是洛仑兹力的一个分力, 涡旋电场线是这个分力线。涡旋电场是个等效电场, 并非真实存在。电磁感应的机制就是洛仑兹力做功,实现电场能与其它形式能量的相互转化。感生电场对自由电荷的作用只是一种等效的猜想, 所以涡旋电场是一个虚拟的电场。变化的磁场周围不存在这个涡旋电场,是附加给变化的磁场的。闭合导体回路中自由电子受涡旋电场力作用,定向移动形成电流;不闭合导体中的自由电子受涡旋电场力作用,向导体两端积聚,使该段导体成为开路的电源。

涡旋电场是无源场吗

涡旋电场是一个无源场。

随时间变化着的磁场能在其周围空间激发一种电场,它能对处于其中的带电粒子施以力的作用,这就是涡旋电场,又叫感生电场。涡旋电场是非保守场,它的电场线是闭合曲线,这一点不同于静电场,涡旋电场力是导致感应电动势的非静电力。

与静电场区别

产生机理:涡旋电场是由变化的磁场产生的, 它不同于电荷产生的静电场。

电场线特点:静电场的电场线其电场线起于正电荷终止于负电荷是不闭合的;而涡旋电场的电场线没有起点、终点,是闭合的。

电场力做功:静电场中电场力做功和路径无关,只和移动电荷初末位置的电势差有关;涡旋电场中移动电荷时,电场力做功和路径有关,因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。

由以上分析可知,对于遇到的关于变化的电磁场的问题,要首先考虑到涡旋电场与静电场的联系和区别,要用联系的观点认识规律,从而作出正确的判断。

补充:变化的电场产生磁场, 变化的磁场产生电场; 均匀变化的电场产生恒定磁场, 均匀变化的磁场产生恒定电场; 周期性变化的电场产生周期性变化的磁场, 周期性变化的磁场产生周期性变化的电场。

什么是涡旋电场?

涡旋电场是有变化的磁场所产生,既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(由静止电荷所产生的电场)的共同点就是对点电荷有作用力(库伦力);而不同之处就在于这种电场不是由电荷所激发,而是有变化的电场所激发;并且描述该电场线是闭合的,所以它不是保守场(所谓保守场,举个例子,譬如重力场,静电力场,该类场的性质是有心力场,对受力物体所做的功与路径无关,只于起点和终点有关)。有个例子是这样的,在某一区域内磁场随时间均匀改变,db/dt

=c(constant

常数)这种磁场所产生的也是涡旋电场,具体方法可由选择一圆形回路,再由麦克斯韦方程组中的rote=-db/dt(该式是微分形式)

,再由对称性分析可得涡旋电场的方向和大小:e=-(r/2)(db/dt

)符号表示方向,为一圆形闭合回路

变化的磁场为什么产生的是涡旋电场

涡旋电场引 变化的磁场在其周围空间激发的电场叫涡旋电场,即感生电场。涡旋电场是一种非保守场,其电场线是无始无终的闭合曲线。

在垂直于磁场的洛伦兹力作用下,带电粒子运动的方向在局面上不停的改变,最后沿着一个圆形轨道运动。但这个力并不改变带电粒子原有的速度大小(方向会改变)或能量。一定速度的带电粒子,在均匀磁力场中走过的轨迹,是半径为一定的圆周。就是说,是垂直于带电粒子运动轨道平面的(磁场)磁力线产生的洛伦兹力使带电粒子作圆周运动。大量带电粒子的圆周运动就形成旋转电场。