- 山東物理電磁場
山東物理電磁場包括恒定電場和恒定磁場兩部分。其中,恒定電場是由正離子和負(fù)離子在電場力的作用下定向移動而形成的,其特點(diǎn)是場中各點(diǎn)的性質(zhì)(如電位、場強(qiáng)、電流等)與時間有關(guān);恒定磁場是由磁體、通電導(dǎo)體、電磁感應(yīng)等產(chǎn)生的磁場,其特點(diǎn)是磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向在空間各點(diǎn)都不變。
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相關(guān)例題:
題目:一個半徑為R的圓形線圈,在均勻變化的磁場中運(yùn)動,求線圈中感應(yīng)電動勢的大小。
解析:
1. 磁場均勻變化時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比。
2. 圓形線圈在均勻磁場中運(yùn)動時,磁通量不變,但磁通量變化率發(fā)生變化。
3. 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中感應(yīng)電動勢的大小為:E = nΔΦ/Δt,其中n為線圈匝數(shù),ΔΦ為磁通量變化量,Δt為時間變化量。
根據(jù)以上解析,我們可以列出求解過程:
解:
設(shè)線圈以角速度ω繞垂直于磁場的軸線勻速轉(zhuǎn)動,則線圈每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:
E = nΔΦ/Δt = n(ΔΦ/2πr) × (2π/T) × T = nSΔΦ/t
其中,n為線圈匝數(shù),S為線圈面積,r為圓半徑,T為線圈轉(zhuǎn)動周期。
當(dāng)磁場均勻變化時,線圈每秒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)不變,即T不變。因此,線圈每秒內(nèi)磁通量變化量ΔΦ與時間變化量t成正比。
設(shè)磁場均勻變化率為k,則有:ΔΦ/t = kΔt
其中k為磁場均勻變化率。
將以上兩式代入E的表達(dá)式中,可得:E = nSkΔΦ/T
當(dāng)磁場均勻變化時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與磁場均勻變化率成正比。因此,當(dāng)磁場均勻變化率為k時,線圈中感應(yīng)電動勢的大小為:E = kR^2ω
其中R為圓形線圈的半徑,ω為線圈轉(zhuǎn)動的角速度。
答案:當(dāng)圓形線圈在均勻變化的磁場中運(yùn)動時,線圈中感應(yīng)電動勢的大小為kR^2ω。其中k為磁場均勻變化率,R為圓形線圈的半徑,ω為線圈轉(zhuǎn)動的角速度。
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