A-level 物理 (高级物理)/电磁感应/习题解答

1. 一根 30 厘米长、0.5 毫米厚的线圈，其磁通垂直于线圈，为 10 韦伯，求该线圈的磁通链。

$N={\frac {30\times 10^{-2}}{0.5\times 10^{-3}}}=600{\mbox{ coils}}$

$N\Phi =600\times 10=6000{\mbox{ Wb}}$

2. 如果上述线圈在 2 秒内被稳定地压扁，求维持的电动势。

$\mid \epsilon \mid ={\frac {dN\Phi }{dt}}={\frac {6000}{2}}=3000{\mbox{ V}}$

这种快速消除磁通链的原理（尽管通常不会通过破坏设备来实现）用于在短时间内产生非常高的电压。

3. 磁路中的磁通量随时间变化，方程为 Φ = sin ωt。求感应电动势的方程。

$\epsilon =-{\frac {dN\Phi }{dt}}=-N{\frac {d}{dt}}\sin {\omega t}=-N\omega \cos {\omega t}$

4. 使用常数 k，求一个能感应出上述磁路中磁通量的电流的方程。

$I=-k\sin {\omega t}$

5. 画出前两个问题中推断出的磁通量、磁通链、电动势和电流的图形。

为了使比例尺合理，我使用了一个 2 线圈（N=2）的线圈来绘制以下图形

请记住，这里的电流感应了磁通量（和磁通链），而磁通量又感应了电动势。