Định luật Faraday: EMF từ trường thay đổi

1 · Dự đoán

Một vòng dây nằm trong từ trường có độ lớn dao động theo thời gian...

2 · Thiết lập

  1. Mở cài đặt trước changing-flux-b và nhấn Reset. Diện tích của vòng lặp được cố định ở 0,02 m²; trường dao động là B(t) = 0.6 T × ( 1 + 0.5 sin(2π × 0.4 Hz × t)).
  2. Kích hoạt tính năng đọc EMF cảm ứng.
  3. Đọc EMF cảm ứng tại mỗi thời điểm được liệt kê.

3 · Thu thập dữ liệu

Thời gian t (s)EMF gây ra (mV)
0.30
0.70
1.10

Vẽ đồ thị EMF cảm ứng (trục y) theo thời gian t (trục x) cho ba số đọc của bạn và phác họa cách nó dao động trong một khoảng thời gian đầy đủ (2,5 giây).

4 · Phân tích

  1. Đối với một lần thử, hãy tính toán EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) bằng cách sử dụng A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2 π×0.4 rad/s. So sánh với bảng.
  2. Giải thích tại sao EMF cảm ứng tỷ lệ thuận với mức độ NHANH CHÓNG của trường thay đổi (dB/dt), chứ không tỷ lệ với giá trị tức thời của trường - EMF có thể lớn ngay cả khi bản thân B ở gần giá trị trung bình của nó, nếu B thay đổi nhanh chóng ở đó.

5 · Gia hạn

  1. Đây là nguyên tắc cơ bản đằng sau máy phát điện xoay chiều: thay vì thay đổi B trực tiếp, máy phát quay một vòng dây qua một trường cố định, điều này làm thay đổi từ thông một cách hiệu quả. Giải thích tại sao thiết kế máy phát điện thường làm quay cuộn dây thay vì làm dao động nam châm.
  2. Dấu âm trong EMF = −dΦ/dt (định luật Lenz) có nghĩa là dòng điện cảm ứng chống lại sự thay đổi gây ra nó. Giải thích ý nghĩa của việc 'chống lại sự thay đổi' về mặt vật lý đối với một vòng lặp trong trường tăng so với trường giảm.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

Định luật Faraday (Trường thay đổi)

Từ thông qua vòng dây là Φ = BA. Khi B thay đổi theo thời gian (A cố định), định luật Faraday đưa ra EMF cảm ứng = −dΦ/dt = −A·dB/dt — tỷ lệ thuận với diện tích của vòng dây và tốc độ thay đổi của trường.

← Quay lại thử nghiệm

Điện từ học

138 Phiếu Bài Tập Thí Nghiệm Vật Lý Miễn Phí Có Thể In