§9-2法拉第定律.PDF

§9-2 法拉第定律      磁通量 Φ 為磁場 B 和線圈面積 A 的內積：  B A  其中 A 的方向為線圈面的法線方向。  法拉第電磁感應定律描述線圈中所生的平均感應電動勢 ε ，等於線圈內磁通  量 Φ 隨時間 Δt 的變化率，即  t  一般而言可以有三種方式來改變磁通量的大小： 1.磁場 B 的大小隨時間而變化。 2.線圈的面積 A 隨時間而改變。 3.磁場與線圈面法線的夾角隨時間改變。 範例： 1. 一矩形線圈長 12 cm ，寬 8 cm ，共繞100 匝，在強度為 4 102 T 均勻磁場 中等速迴轉，轉動週期為4 102 秒，則 (1)如(圖一)當圈面自平行於磁場方向，以 P 為軸開始轉 1/4 圈，平均感應電 動勢值為？ (2)如(圖二)當圈面自垂直於磁場方向，以 P 為軸開始轉 1/2 圈，平均感應電 動勢值為何？ P P B (圖一) (圖二) 9 - 7 2. 有一邊長為 d 的正方形線圈，線圈電阻為 R ，線圈內 d/2 有一半的地方沒有磁場，另一半則有均勻但隨時間 t d 而改變的磁場 B(t) ，磁場與線圈面垂直，方向為射出 B(t) 紙面，如右圖所示，設 B (t ) ct ，其中c 為正的常數， (1)求線圈中感應電流的大小？ (2)線圈所受磁力的方向為何？ (3)求線圈在 t 時刻所受磁力的量值？ [85 日大] *3. 設有一導線 AC 以 v 之固定速率在金屬軌道 DEFG 上向右滑動，通過一均勻磁場 B 。設電路 ACEFA 只有 EF 段有電阻 R ，則在導線AC 通過 此均勻磁場之期間內，下列物理量中那些是與 v 成正比？ (A)導線 AC 中之電流 (B)磁場作用於導線 AC 之力 (C)電阻 R 中所產生之總熱能 (D)電路 ACEFA 中所消耗之電功率 (E)電路 ACEFA 中所消耗之總電功。