- 物理馬老師磁場
物理馬老師磁場包括恒定磁場和變化磁場。
恒定磁場是由電流和永磁體產生的,而變化磁場是由電磁感應產生的,例如發電機和變壓器。在變化磁場中,磁場強度隨時間變化,如交流電通過一個螺線管所產生的磁場。
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相關例題:
題目:
一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動,產生正弦式交流電。在轉動開始的一剎那,線圈平面與磁場方向垂直,此時穿過線圈平面的磁通量為Φ1。隨著線圈的轉動,磁通量將如何變化?請給出證明。
解答:
磁通量Φ = BS·cosθ,其中B為磁感應強度,S為線圈面積,θ為線圈平面與磁場方向的夾角。
在轉動開始的一剎那,線圈平面與磁場方向垂直,此時θ=90度,磁通量最大,即Φ1=BS。
隨著線圈的轉動,θ逐漸減小,cosθ的值逐漸增大,因此磁通量逐漸減小。當線圈平面再次與磁場方向垂直時,磁通量最小,即Φmin=0。
此后,磁通量開始逐漸增大,并重復上述過程。
證明:
根據法拉第電磁感應定律,感應電動勢e = NΔΦ/Δt,其中N為線圈匝數。由于線圈在磁場中轉動,因此感應電動勢的方向會不斷變化。根據楞次定律,感應電流的方向會阻礙磁通量的變化。
在轉動開始的一剎那,線圈平面與磁場方向垂直,磁通量最大。隨著線圈的轉動,磁通量逐漸減小。感應電流的方向會使得線圈受到一個安培力,該力會阻礙線圈的轉動。因此,線圈會逐漸加速轉動,使得θ逐漸減小。當線圈平面再次與磁場方向垂直時,磁通量最小。此時感應電流的方向會使得線圈受到一個安培力,該力會阻礙線圈的轉動并使其減速。當線圈再次達到平衡位置時,磁通量又開始逐漸增大。
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