五、电磁感应规律的应用

［要点导学］

　　1、电源电动势是与非静电力对自由电荷的作用相联系的物理量，也就是说有电动势就一定有非静电力。（把正电荷从电源的负极经电源移动到电源的正极的过程中非静电力做功与被移动的电荷的电量的比值定义为该电源的电动势，即E=W非/q。）

　　2、感生电场与我们以前学习的静电场不同：静电场是由电荷产生的电场，感生电场是由变化的磁场产生的电场；静电场做功是把电能转化为其它形式的能，感生电场做功是把其它形式的能转化为电能。感生电场的方向与感应电流的方向和感应电动势的方向都相同。

　　3、电磁感应中因导体切割磁感线产生感应电动势。其非静电力是洛伦兹力。如图4-5-1所示的金属导体棒CD以速度v切割磁感线时，导体棒内的自由电子也以速度v随棒一起运动，根据左手定则，自由电子所受的洛伦兹力方向向着D端，所以D端就有负电荷积累，由于棒是电中性的，所以C端就有正电荷积累，如果把CD两端用导线连接，就会形成从C经导线流向D的电流。可见C是电源的正极，D是电源的负极。这一结果与用右手定则判断的结果完全一致。

［范例精析］

例1 图4-5-2所示的圆柱形空间内分布着有理想边界的磁场，磁场正在增强，（1）试在图中画出感生电场的电场线（至少画三条），并且标明方向。

（2）如果在磁场边缘静止释放一个自由电子，此电子的加速度方向如何？

解析（1）我们把磁场的边界设想为一个导体圆环，那么环内的磁场增强时，环中产生的感应电流的磁场是阻碍磁场的增强，所以感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，感应电流的方向是逆时针，所以感生电场的方向也是逆时针方向，感生电场线的方向如图4-5-3所示。

　　（2）如果在磁场边缘静止释放一个自由电子，负电荷受到的电场力方向与电场线方向相反，所以电子的加速度方向与电场线方向相反（顺时针）。

拓展 象这种利用感生电场加速电子的装置叫做电子感应加速器。磁场的变化越快，感生电场就越强，电子的加速度就越大。