物理学考磁场图通常包括:
1. 磁力线分布图:用于表示磁场在不同区域、不同位置的强度和方向。
2. 通电导线圈面切割磁感线示意图:用于演示通电导体在磁场中运动时,受力的方向与磁感线方向之间的关系。
3. 通电螺线管磁感线分布示意图:用于表示通电螺线管内部磁感线的分布情况。
4. 磁场中某一区域小磁针静止时北极的指向示意图:用于表示磁场中某一点的磁感强度和方向。
5. 磁场中某一区域小磁针北极的运动轨迹示意图:用于表示磁场中一段区域内磁场的分布情况和方向。
以上是一些常见的磁场图,用于物理学中的教学和实验演示。
题目:一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生正弦式交流电。在t = 0时刻,线圈平面与磁场方向平行。求线圈平面与磁场方向垂直时(即中性面位置)的磁感应强度B和线圈平面每经过中性面时感应电动势的最大值Em。
解答:
1. 当线圈平面与磁场方向垂直时,线圈处于中性面位置。此时,线圈中没有感应电流,但线圈受到安培力的作用。根据安培力公式,可以求出磁感应强度B的大小。
B = F/IL = F/(Iω) = μH/R = μS(B/R)
其中,F为安培力,I为线圈中的电流,ω为线圈的角速度,μ为磁感应强度,S为线圈的面积,R为线圈的半径。
在本题中,由于线圈平面与磁场方向平行时磁感应强度为零,因此中性面位置的磁感应强度B = μS/R。
2. 线圈平面每经过中性面时感应电动势的最大值Em可以通过法拉第电磁感应定律求得:
Em = NBSω = NΔΦ/Δt
其中,N为线圈匝数,ΔΦ为磁通量的变化量,Δt为时间间隔。
在本题中,由于线圈平面每经过中性面时磁通量为零,因此感应电动势的最大值Em = NBSω。
综上所述,中性面位置的磁感应强度B = μS/R,感应电动势的最大值Em = NBSω。
希望这个例题能够帮助你理解磁场图的相关知识!