电磁感应线框模型(1)

实验目的

按阶段分析线框穿越磁场时磁通量、感应电流和安培力的变化规律。

实验原理

由法拉第电磁感应定律，线框一边切割磁感线时 E = BLv，I = E/R，安培力 F = B²L²v/R。由楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量变化，因此安培力总阻碍线框相对磁场的运动。线框完全在匀强磁场内时磁通量不变，无感应电流。

实验器材

• 闭合矩形线框
• 有界匀强磁场
• 线框边界与磁场边界
• 感应电流方向
• 安培力方向

实验步骤

1. 观察磁场方向、边界位置和线框起始位置
2. 线框进入磁场阶段：判断磁通量变化和电流方向
3. 分析该阶段安培力方向及对运动的影响
4. 线框完全进入后：判断是否有电流和安培力
5. 线框离开磁场阶段：判断电流方向并与进入时对比

实验现象与结论

线框进入、离开磁场时回路有感应电流，两阶段电流方向相反，安培力都阻碍线框运动；线框全部在匀强磁场内时没有感应电流。结论：磁通量发生变化是产生感应电流的条件。

常见问题

线框进入磁场时电流方向怎么判断？

先看磁通量如何变化，再用楞次定律确定感应磁场方向，最后用安培定则得电流方向。

线框所受安培力为什么阻碍运动？

楞次定律指出感应电流的效果总是阻碍引起它的相对运动。