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磁体与线圈的电磁感应实验解说
仅仅当磁铁靠近线圈时,并不导致电流持续流动。观察当磁通发生变化时,通过改变移动方向、速度、极性和线圈的匝数。将感应电动势的大小与变化速度联系起来,并将动作(阻碍变化)与变化速度联系起来。
它是怎么工作的?
运动速度越快,转数越多,则电动势越大。电流会干扰磁通的变化。
关键关系
ε = −N ΔΦ/Δt · I = ε / 10 Ω
尝试这个实验
- 当运行时,磁铁会穿过线圈。如果在运行过程中移动磁铁或移动滑块,则会切换到手动控制。当磁铁停止时,电动势变为 0 V。从左侧(磁铁的位置)观察时,电流为逆时针方向。
- 按下“标准条件”按钮,运行,并记录每个测量值。
- 利用自动运动来记录标准条件。手动记录在表格中进行标记。如果仅仅改变极性,磁通的符号和电动势会发生变化。如果转数加倍,最大电动势也会加倍。
解读您的结果
当磁铁远离线圈,而不是靠近线圈时,感应电流的方向如何改变?
当磁通增大和减小,根据楞次定律,电流的方向会改变。
假设与限制
磁通在轴向上的磁通量近似为 Φ = −极性 × 5 × 10⁻⁵ / [1 + (x/0.12)²]^(3/2) Wb。 线圈电阻为 10 Ω, 忽略自感和摩擦。 手动移动速度限制为 3 m/s, 观察时间为 4 s。 针在 ±0.2 V 时饱和。