Lab_dot磁02

线圈进入和离开磁场时,电流方向相同吗?

A loop moving through a magnetic field

以恒定速度拉动矩形线圈通过一段均匀磁场。观察磁通量、感应电动势、电流和阻碍运动的磁力。

实验观察窗准备就绪

外力维持恒速 · 磁场边界理想突变 · 忽略线圈自感 · 正电流为逆时针

磁通量—
感应电动势—
逆时针电流—
水平磁力—

测量图

试着观察与解释

  1. 比较进入、完全在场内和离开时的电流。
  2. 只反转磁场,比较电流方向和磁力方向。
  3. 增加拉动速度,比较外力功率与电阻发热。

实验记录

改变条件后,记录读数并进行比较。

查看物理模型、公式与适用范围

磁通与电动势

场外磁场为零;场内均匀。磁通正方向为屏幕外,电动势和电流正方向为逆时针。

Φ = BAoverlap
ε = −dΦ/dt;I = ε/R

运动阻力

恒速运动由外部拉动装置保持。感应电流产生的水平磁力反对运动,外力补偿它。

Fmag = −B²h²v/R(进出阶段)

能量去向

忽略自感与辐射,外力做功全部转化为回路的焦耳热。完全在场内时磁通不变,电动势为零。

Pexternal = I²R

参考:OpenStax · Motional EMF。