① 高中物理——磁鐵穿過超導線圈的運動分析
超導線圈在進入磁場時是做類似簡諧的運動 由於它沒有電阻 線圈產生的電流不會被消耗就導致了 隨著線圈進入磁場 電流越來越多 因為超導線圈中無磁通量的變化 可見線圈感應電流產生的磁通量將會等於磁場在線圈中的磁通量 而線圈感應電流產生的磁通量正比於電流強度 安培力也正比於電流強度 磁場在線圈中的磁通量正比於線圈進入磁場的距離 可見安培力正比於線圈進入磁場的距離 這與簡諧運動是類似的 待線圈完全進入磁場後安培力全部相消 線圈勻速 出磁場時同理也是類似簡諧的運動 當然以上都是在不考慮重力的情況下 舉一個矩形超導線圈進入磁場的例子 由自感公式得線圈感應電流產生的磁通量Φ1=L(自感系數)*I(電流) 磁場在線圈中的磁通量Φ2=s(邊長)*B(磁感應強度)*h(矩形進入磁場的距離) 因為Φ1=Φ2 安培力F=B*I*s 可推出公式F*L=B^2 * s^2 *h 這就是一個很明顯的簡諧運動的公式
考慮重力的話 就是線圈在磁場中加速運動 進出磁場時簡諧運動的平衡點有所改變
能量的話就是進磁場時動能轉化為電磁能 出磁場時電磁能轉化為動能
② 物理學上的圓周運動是什麼
圓周運動高中再學呢。概念就是質點在以某點為圓心半徑為r的圓周上運動時,即其軌跡是圓周的運動叫「圓周運動」。它是一種最常見的曲線運動。例如電動機轉子、車輪、皮帶輪等都作圓周運動。圓周運動分為,勻速圓周運動和變速圓周運動(如:豎直平面內繩/桿轉動小球、豎直平面內的圓錐擺運動)。在圓周運動中,最常見和最簡單的是勻速圓周運動(因為速度是矢量,所以勻速圓周運動實際上是指勻速率圓周運動)。
在物理學中,圓周運動是在圓圈上轉圈:一個圓形路徑或軌跡。當考慮一件物體的圓周運動時,物體的體積大小會被忽略,並看成一質點(在空氣動力學上除外)。 圓周運動的例子有:一個人造衛星跟隨其軌跡轉動、用繩子連接著一塊石頭並打圈揮動、一架賽車在賽道上轉彎、一粒電子垂直地進入一個平均磁場、一個齒輪在機器中的轉動(其表面和內部任一點)、皮帶傳動裝置、火車的車輪及拐彎處軌道。 圓周運動以向心力提供運動物體所需的加速度。這向心力把運動物體拉向圓形軌跡的中心點。若果沒有向心力,物體會跟隨牛頓第一定律慣性地進行直線運動。即使物體速率不變,圓周運動是變加速運動,物體的速度方向在不停地改變。[反正很多今後學的~~
③ 高中物理 導體棒、線圈
1
因為導體棒繞其自身一個端點轉動,明顯一段速度為0,另一端速度為w*r
這里要算電動勢,是需要用到一點微積分的知識
不過這里有個簡單一點的辦法就是用E=△Φ/△t,用磁通的變化率去求電動勢
△t時間內導體棒會掃過一個扇形,面積為 △S=πr^2 (w△t/2π)=wr^2△t/2
E=△Φ/△t=B*△S/△t=Bwr^2/2=BLv平均
2
必須是垂直切割磁感線部分才是能產生電動勢的有效部分
有效切割磁感線的L,導體在垂直磁場方向的平面上投影的長度
3
很明顯,正方形有兩個邊都是在做切割磁感線的運動,它們動能產生電動勢
但是,另外兩個不切割的邊,把它們連成一個閉合的迴路,兩個電勢大小相等
方向相反,互相抵消。線圈環路的電動勢為0,切割磁感線的邊兩端有電勢差。
不知道你第三問,為什麼有這樣的結論。是不是磁場就在一個局部區域,不是
全平面都有?
④ 通電線圈為什麼會運動
通電線圈根據物理學的左手定則會有磁力產生,這個磁力與其它磁力會有同性相斥或異性相吸的作用力產生而使線圈位移。也就使通電線圈產生了相對運動。