高中 · 初中现象 · 电磁感应

磁铁停下,电流还在吗?

线圈磁通链随磁铁轴向位置变化;运动速度由控件规定。先给磁铁一个速度,再让它停下来。

问题的来处1831年 · 法拉第

法拉第线圈:问题从哪里来?

法拉第发现磁与电的联系需要变化。将静止磁铁放在线圈旁与让磁铁运动,并非同一种电磁条件。本页用准静态磁通模型观察符号和能量。

读一段背景,带着问题动手

法拉第发现磁与电的联系需要变化。将静止磁铁放在线圈旁与让磁铁运动,并非同一种电磁条件。本页用准静态磁通模型观察符号和能量。

法拉第发现磁与电的联系需要变化。将静止磁铁放在线圈旁与让磁铁运动,并非同一种电磁条件。本页用准静态磁通模型观察符号和能量。 线圈磁通链随磁铁轴向位置变化;运动速度由控件规定。 开路测到电动势,是否一定有电流?

现在,换你来试在同一位置分别设正速度、零速度、负速度核验,再开路比较电动势与电流。

故事出处与延伸阅读

法拉第线圈

P05 / 电磁与电路
今天的问题

磁通存在和磁通变化是两回事。

独立探索要做什么?

在同一位置分别设正速度、零速度、负速度核验,再开路比较电动势与电流。

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
轴向小磁体 · 规定速度扫描S N检流计SN磁铁沿轴线运动 · 位置单位 m
铜金线圈红蓝磁极表针:感应电流
看这里 · 感应电动势-1.349e-5 V

电动势 -1.349e-5 V,电流 -1.349e-6 A;在同一位置反向速度,检查符号。

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

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磁链
1.124e-5 Wb·turn
感应电动势
-1.349e-5 V
回路电流
-1.349e-6 A
电阻热功率
1.819e-11 W
维持运动的外力功率
1.819e-11 W
磁铁轴位置
-0.1 m

回路闭合。 正方向按线圈法向定义。 忽略自感;规定运动由外力维持,外力功率等于电阻耗散。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

开路测到电动势,是否一定有电流?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

ε=−dλ/dt=−(dλ/dz)v;闭路I=ε/R。反作用力Iλ′与外部输入功率形成I²R能量账本,停止不等于开路。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

磁通存在和磁通变化是两回事。

换个条件,再试一次

开路测到电动势,是否一定有电流?

看哪里?

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识电磁感应涉及的量与单位:磁铁起始轴位置(m)、规定运动速度(m/s)、线圈半径(m)、线圈匝数(无量纲)、总电阻(Ω)、磁极朝向(无量纲)、回路状态(无量纲)、扫描时间(s)。高中 · 初中现象为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:先给磁铁一个速度,再让它停下来。

再做定量:保持其他条件,比较规定运动速度与感应电动势(V),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

ε=−dλ/dt=−(dλ/dz)v;闭路I=ε/R。反作用力Iλ′与外部输入功率形成I²R能量账本,停止不等于开路。

对照核验提示:移近:同一位置,正向运动;停住:位置不变,规定速度归零。按这些题设自己操作并比较感应电动势,不把参考情景当个人完成。

适用范围:回路闭合。 正方向按线圈法向定义。 忽略自感;规定运动由外力维持,外力功率等于电阻耗散。

MacTutor · Michael Faraday(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。