Định luật Faraday: Cả trường và diện tích thay đổi cùng một lúc

1 · Dự đoán

Diện tích của vòng dây VÀ từ trường xuyên qua nó đều dao động đồng thời. Bạn vẫn có thể tìm thấy EMF được tạo ra bằng cách thêm hai hiệu ứng riêng biệt (chỉ thay đổi B, chỉ thay đổi A) với nhau chứ?

2 · Thiết lập

  1. Mở cài đặt trước faraday-lenz và nhấn Reset. Cả B(t) và A(t) đều dao động: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², tại 0.5 Hz.
  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
0.60
1.00

Vẽ biểu đồ EMF cảm ứng (trục y) theo thời gian t (trục x) cho ba lần đọc của bạn.

4 · Phân tích

  1. Đối với một lần thử, hãy tính B(t) = B₀(1 + 0.5 sin(ωt)), A(t) = A₀(1 + 0.35 cos(ωt)), B'(t) = B₀·0.5ω·cos(ωt), A'(t) = −A₀·0.35ω·sin(ωt), rồi EMF = −(A·B' + B·A') sử dụng B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2 π×0.5 rad/s. So sánh với bảng.
  2. Giải thích tại sao quy tắc tích d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt chính xác là công cụ phù hợp ở đây — thông lượng là một SẢN PHẨM của B và A, và quy tắc tích của phép tính (không phải phép cộng đơn giản) cho bạn biết tốc độ thay đổi của tích số phụ thuộc như thế nào vào cả hai yếu tố thay đổi cùng nhau.

5 · Gia hạn

  1. So sánh các giá trị EMF của thử nghiệm này với các giá trị thay đổi-thông lượng-b và thay đổi-thông lượng-khu vực tại những thời điểm tương tự. Giải thích lý do tại sao bạn không thể dự đoán đơn giản kết quả kết hợp này bằng cách cộng các giá trị EMF của hai thử nghiệm khác cùng lúc, mặc dù cả ba đều sử dụng quy tắc tích số bên dưới.
  2. Từ thông thay đổi của máy biến áp xuất phát từ dòng điện thay đổi trong một cuộn dây (làm thay đổi B), không phải từ bất kỳ bộ phận chuyển động nào (A được cố định ở đó). Giải thích tại sao kịch bản thay đổi kết hợp của thí nghiệm faraday-lenz lại tổng quát hơn những gì một máy biến áp cố định thực sự cần.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

Định luật Faraday (Quy tắc tích)

Khi cả B và A thay đổi theo thời gian, định luật Faraday yêu cầu quy tắc tích đầy đủ: EMF = −d(BA)/dt = −(A·dB/dt + B·dA/dt). Mỗi số hạng thể hiện sự đóng góp của một yếu tố trong khi yếu tố kia được giữ ở giá trị tức thời của nó.

← Quay lại thử nghiệm

Điện từ học

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