高观点下的中学物理—— 从麦克斯韦方程组看感生电动势

任 攀

（淮北市第一中学 安徽 淮北 235000；东北师范大学物理学院 吉林 长春 130024）

1 麦克斯韦方程组

英国物理学家麦克斯韦把前人和自己的电磁理论用4个简明而又具有对称美的方程概括，即麦克斯韦方程组

利用数学上的奥－高公式、斯托克斯公式等可将麦克斯韦方程组的积分形式转换成相对应的微分形式

麦克斯韦方程组是经典电磁学的精华和电动力学的基础，而且由此还促进了现代无线电、雷达遥控等技术发明，在电磁学发展史上有着里程碑式的重要意义，集既往之大成，承前启后，充分体现出一代科学巨匠的研究思路和方法，及其取得辉煌科研成就的阶梯与步骤，进而把电磁场的概念确立起来并加以提升，从物理思想上统一认识电磁理论的框架结构，因此，研究麦克斯韦方程组对于我们进一步深刻理解电磁理论有着重要的意义.

2 从麦克斯韦方程组看感生电动势

在式（1）中，若

则

在数值上恰能表示单位正电荷在电场力的作用下沿着该涡旋电场运动一周电场力（非静电力）做的功，这便是电动势大小的概念，则产生的感生电动势为式（5），该式便是法拉第电磁感应定律的表达式.值得一提的是式（5）中负号的含义，负号表明感应电动势的正负总是与磁通量变化率的正负相反，而现在的高中教材中并未提到如何根据磁通量的变化情况判断电动势的方向，只是提到楞次定律：感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

图1

以上便是从麦克斯韦方程组的角度解析电磁感应定律以及感生电动势，从麦克斯韦方程组的角度我们能更清晰地了解到法拉第电磁感应定律的实质以及感生电动势的原理.

1 王昭义.麦克斯韦电磁理论基础探讨.徽州师专学报，1996（8）

2 冯英民.怎样理解麦克斯韦电磁场理论.中学生数理化，2008（3）

3 卢朝俊.电磁感应的成因.物理教学探讨，2008（12）