กฎของฟาราเดย์ สนามและพื้นที่เปลี่ยนพร้อมกัน

1 · ทำนาย

พื้นที่ของวงลวดและสนามแม่เหล็กผ่านวงต่างแกว่งพร้อมกันทั้งคู่ ยังหา EMF เหนี่ยวนำได้โดยบวกสองผลแยกกัน (เปลี่ยน B อย่างเดียว เปลี่ยน A อย่างเดียว) เข้าด้วยกันง่าย ๆ หรือไม่

• ไม่ใช่ ต้องใช้กฎผลคูณเต็มรูปแบบ d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt ซึ่งมากกว่าการบวกแรงเคลื่อนไฟฟ้าสองค่าแยกกันเท่านั้น
• ใช่ — บวกสูตร EMF ของ changing-flux-b กับ changing-flux-area เข้าด้วยกันได้เลย
• ต้องคูณสูตร EMF สองสูตรเข้าด้วยกัน

2 · จัดเตรียม

1. เปิดพรีเซ็ท faraday-lenz แล้วกดรีเซ็ต ทั้ง B(t) และ A(t) แกว่ง: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m² ที่ 0.5 Hz
2. เปิดค่าแสดง EMF เหนี่ยวนำ
3. อ่าน EMF เหนี่ยวนำที่เวลาที่ระบุแต่ละค่า

3 · เก็บข้อมูล

พล็อต EMF เหนี่ยวนำ (แกน y) กับเวลา t (แกน x) จากสามค่าที่อ่านได้

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ 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) แล้วหา EMF = −(A·B' + B·A') โดยใช้ B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2π×0.5 rad/s เทียบกับตาราง
2. จงอธิบายว่าทำไมกฎผลคูณ d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt จึงเป็นเครื่องมือที่ถูกต้องพอดี ฟลักซ์เป็น 'ผลคูณ' ของ B กับ A และกฎผลคูณของแคลคูลัส (ไม่ใช่การบวกอย่างง่าย) บอกว่าอัตราเปลี่ยนของผลคูณขึ้นกับทั้งสองตัวประกอบที่เปลี่ยนพร้อมกันอย่างไร

5 · ต่อยอด

1. เทียบค่า EMF ของการทดลองนี้กับของ changing-flux-b และ changing-flux-area ที่เวลาใกล้กัน อธิบายว่าเหตุใดคุณจึงทำนายผลรวมนี้โดยบวกค่า EMF ของอีกสองการทดลองที่เวลาเดียวกันไม่ได้ง่าย ๆ แม้ทั้งสามจะใช้กฎผลคูณเบื้องล่างเหมือนกัน
2. ฟลักซ์ที่เปลี่ยนของหม้อแปลงมาจากกระแสที่เปลี่ยนในขดลวดหนึ่ง (ซึ่งเปลี่ยน B) ไม่ใช่จากชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ (A คงที่ที่นั่น) อธิบายว่าเหตุใดสถานการณ์การเปลี่ยนรวมของการทดลอง faraday-lenz จึงทั่วไปกว่าสิ่งที่หม้อแปลงนิ่งต้องการจริง

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง