- 磁场物理量关系式
磁场物理量关系式包括:
1. 安培环路定律中的磁场强度与电流成正比,其比例系数与电流元的大小无关,为磁场中某处的磁感应强度。
2. 毕奥-萨伐尔定律:在磁场中任选一闭合曲面,运用矢量积分可证明磁感应强度B只沿着曲面的内侧或外侧通过,且B与该曲面所包围的电流代数和成反比。
此外,还有安培定律、法拉第电磁感应定律等也是磁场相关的物理量关系式。
相关例题:
问题:在匀强磁场中有一个矩形线圈,线圈平面与磁场垂直,已知磁感应强度B=0.5T,线圈的面积为S=0.05m^2,线圈的电阻为R=0.1Ω,线圈在磁场中匀速转动,角速度为ω=2πrad/s。求:
(1)写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈从图示位置开始计时,经过多少时间第一次出现感应电流?
解答:
(1)根据法拉第电磁感应定律,线圈中感应电动势的瞬时值表达式为:
E = nBSω = 0.5 × 0.05 × 2π = π/2V
(2)根据闭合电路欧姆定律,有:
I = E/R = π/4A
又因为线圈平面与磁场垂直,所以磁通量变化率为:
ΔΦ/Δt = B·S·ω/2π = 0.5π/4Wb/s
根据楞次定律,线圈中感应电流的方向为逆时针方向。因此,当线圈转过90度时,磁通量变化量为ΔΦ = -BS。根据法拉第电磁感应定律,此时线圈中感应电动势的瞬时值表达式为:
E = -nBSω = -πV
根据闭合电路欧姆定律,此时线圈中的电流为:
I = E/R = -π/4A
因此,线圈从图示位置开始计时,经过的时间为:
t = (π/4R) × (R/I) = πs
所以,线圈第一次出现感应电流的时间为πs。
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