- 物理弦切角磁场
物理弦切角是指当一条弦在圆上或圆内移动时,与它相切的弧所对的圆周角度。与此相关的磁场知识如下:
安培定律提到,当磁场的方向垂直于导体时,会在导体中产生电流,这是由于在导体的表面出现了感应电动势。此时,弦切角与磁场的方向垂直,对于导体来说,感应电流的方向与导体切割磁感线方向有关。
法拉第电磁感应定律也与弦切角有关,因为当导体以切割磁感线的方式移动时,在导体中会产生电流。在这种情况下,磁场的方向与弦切角垂直,并且可以通过测量电流和磁场的强度来计算出感应电动势。
此外,磁场中还存在一些其他概念,如磁感线、磁极、磁场力等,它们都与弦切角有关联。具体来说,磁感线是用来描述磁场分布的曲线,而磁场力则是磁场对放入其中的物体产生的相互作用力。这些概念与弦切角一起构成了物理学中关于磁场的重要知识体系。
相关例题:
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。已知线圈的匝数为n=10,电阻为R,线圈的边长为L1=0.8m,L2=0.4m,磁场的磁感应强度B=0.5T。求:
(1)线圈转动的角速度;
(2)线圈转过60°时,线圈中产生的感应电动势的大小;
(3)线圈转过60°时,线圈上产生的热量。
解答:
(1)根据交流电的表达式为e = E_{m}\sin\omega t,可得线圈转动的角速度为:\omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{\frac{T}{2\pi}} = \frac{2\pi}{\frac{2\pi}{n}} = \frac{n}{T} = \frac{n}{\frac{1}{2\pi}} = \frac{n\pi}{T} = \pi n。
(2)当线圈转过60°时,感应电动势的最大值为E_{m} = \sqrt{2}E_{m}\sin 60^{\circ} = \sqrt{2}E_{m} × \frac{\sqrt{3}}{2} = \sqrt{3}E_{m}。根据欧姆定律可得线圈中产生的感应电动势的大小为:E = \frac{E_{m}}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{2}E_{m}。
(3)线圈转过60°时,产生的热量为Q = I^{2}Rt = (\frac{\sqrt{3}}{2}E_{m})^{2} × Rt = \frac{3}{4}E_{m}^{2}Rt。其中,$I$为线圈中的电流有效值,$R$为线圈的电阻,$t$为时间。
答案:
(1)线圈转动的角速度为$\pi n$;
(2)线圈中产生的感应电动势的大小为$\sqrt{3}$E_{m};
(3)线圈转过60°时,线圈上产生的热量为$\frac{3}{4}$E_{m}^{2}Rt。
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