电磁感应相关的物理图示有很多,以下列举了一些常见的例子:
1. 电磁感应的楞次定律:描述当一个磁场改变时,线圈中磁通量发生变化,线圈会产生感应电流。
2. 右手定则:描述当一个导体在磁场中运动时,感应电流的方向与磁感线的方向、导体运动的方向之间的关系。
3. 法拉第电磁感应定律:描述感应电动势的大小取决于磁通量的变化率,与是否闭合、是否切割磁感线无关。
4. 涡旋电场:描述变化的磁场会产生一个涡旋电场,这个电场可以吸引电荷并产生电流。
5. 互感:描述两个线圈之间的相互作用,其中一个线圈的改变会影响另一个线圈,这种作用与线圈的物理尺寸和距离无关。
6. 自感:描述一个线圈中电流的变化会影响自身的现象。
7. 磁通量:描述穿过一个特定面积的磁通量,可以用磁感线数量来表示。
这些图示可以帮助我们更好地理解电磁感应现象及其应用。
【问题】
一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生电动势的表达式为e = E_{m}\sin\omega t。
1. 在图示的a、b、c、d四个图示中,能正确反映感应电动势随时间变化情况的是哪一个?
【解答】
在图示的a、b、c、d四个图示中,能正确反映感应电动势随时间变化情况的是b。
【解释】
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时,会产生交变电流。根据表达式e = E_{m}\sin\omega t可知,感应电动势的最大值E_{m} = NBS\omega ,其中N是线圈匝数,B是磁感应强度,S是线圈面积,\omega 是线圈转动的角速度。由于线圈是矩形,所以它的形状在转动过程中不断变化,导致磁通量不断变化,从而产生感应电动势。因此,感应电动势是交变的,且最大值在t = 0时达到。在图示的a、b、c、d四个图示中,只有b图中感应电动势的波形与e = E_{m}\sin\omega t相符,因此正确反映感应电动势随时间变化情况的是b。