电磁感应线框模型(3)

实验目的

会分析线框进出磁场各阶段的感应电流方向、安培力方向及运动状态。

实验原理

线框一边切割磁感线时 E = BLv，感应电流 I = E/R，该边所受安培力 F = B²L²v/R，方向总是阻碍线框相对磁场的运动（楞次定律）。线框完全处于匀强磁场中时，磁通量不变，没有感应电流，也不受安培力。

实验器材

• 闭合矩形线框
• 有界匀强磁场
• 线框的运动方向与速度
• 感应电流方向
• 线框所受安培力

实验步骤

1. 观察磁场方向、范围和线框的初始位置
2. 观察线框进入磁场的过程，判断感应电流方向
3. 分析此阶段安培力方向和线框速度的变化
4. 观察线框完全处于磁场中的阶段
5. 观察线框离开磁场的过程，比较电流方向与进入时的差别

实验现象与结论

线框进入和离开磁场时有感应电流，且安培力阻碍线框运动，两阶段电流方向相反。线框完全在磁场内时无感应电流。结论：只有磁通量变化时才有感应电流，安培力总是阻碍相对运动。

常见问题

线框完全在磁场中为什么没有感应电流？

线框整体在匀强磁场中运动时磁通量不变，且两边电动势相互抵消，无电流。

线框进出磁场时电流方向相同吗？

不相同。进入时磁通量增加，离开时磁通量减少，由楞次定律知电流方向相反。