Faradayov zákon: pole aj plocha sa menia naraz

1 · Predikuj

Plocha slučky AJ magnetické pole ňou oscilujú súčasne. Môžeš stále nájsť indukované EMF jednoduchým sčítaním dvoch osobitných efektov (meniace sa B samo, meniace sa A samo)?

• Nie — potrebuješ plné pravidlo súčinu d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt, čo je viac než len sčítanie dvoch osobitných EMF.
• Áno — môžeš jednoducho sčítať vzorce EMF meniaceho toku B a meniaceho toku plochou.
• Vynásobíš dva osobitné vzorce EMF navzájom.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu Faraday–Lenz a stlač Resetovať. Obe B(t) a A(t) oscilujú: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², pri 0.5 Hz.
2. Zapni odčítanie indukovaného EMF.
3. Prečítaj indukované EMF pri každom uvedenom čase.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj indukované EMF (os y) verzus čas t (os x) pre svoje tri odčítania.

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj B(t) = B₀(1 + 0.5sin(ωt)), A(t) = A₀(1 + 0.35cos(ωt)), B'(t) = B₀·0.5ω·cos(ωt), A'(t) = −A₀·0.35ω·sin(ωt), potom EMF = −(A·B' + B·A') s B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2π×0.5 rad/s. Porovnaj s tabuľkou.
2. Vysvetli, prečo pravidlo súčinu d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt je presne ten správny nástroj tu — tok je SÚČIN B a A a pravidlo súčinu kalkulu (nie jednoduché sčítanie) ti hovorí, ako rýchlosť zmeny súčinu závisí na oboch činiteľoch meniacich sa spolu.

5 · Rozšír

1. Porovnaj hodnoty EMF tohto experimentu s meniacim tokom B a meniacim tokom plochou pri podobných časoch. Vysvetli, prečo nemôžeš jednoducho predikovať tento kombinovaný výsledok sčítaním EMF hodnôt ostatných dvoch experimentov v tom istom čase, hoci všetky tri pod povrchom používajú pravidlo súčinu.
2. Meniaci sa tok transformátora pochádza z meniaceho sa prúdu v jednej cievke (čo mení B), nie zo žiadnych pohybujúcich sa častí (A je tam pevné). Vysvetli, prečo scenár kombinovanej zmeny experimentu Faraday–Lenz je všeobecnejší než to, čo stojaci transformátor skutočne potrebuje.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky