高中・主題學習核心單元:電磁感應課綱 電磁感應 ↗
課本對照與先備概念

對照關鍵詞:磁通量、法拉第定律、楞次定律、感應電動勢。出版社的章名、章次與學期安排可能不同,請以手邊課本為準。

先備概念:磁場、電流、磁通量與變化率。

依先備概念選用;高中必修與加深加廣的安排請對照手邊課本。本頁不預設各出版社的冊次。

物理 / 電磁感應

電磁感應與楞次定律

先觀察磁通量怎麼變,再決定感應訊號與電流方向。

第 1 節 / 共 3 節

磁通量最大時,感應電動勢也最大嗎?

SN固定線圈・正法向朝右 →位置 x相對單位青:單匝磁通量先觀察磁通量如何改變

x = -3.00;磁通量 0.000;感應電動勢 -0.001(相對單位);變化率近零。

觀察 → 推導 → 理解

有磁場就有感應嗎

單匝磁通量衡量穿過線圈面的磁場。場均勻時 Φ=BA cos θ;實際磁鐵的場不均勻,需加總各小面積的貢獻。

本頁用平滑的鐘形磁通量代表磁鐵通過固定線圈,採相對單位,不把它當作真實磁鐵的定量場解。通量在中心最大,但中心瞬間的變化率為零。

Φ=BAcos⁡θ(均勻場)\Phi=BA\cos\theta\quad\text{(均勻場)}

感應來自磁通量改變,不只來自磁場存在。

想一想:磁鐵固定不動、線圈也不動時,穩定磁場造成持續感應電動勢嗎?
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重點問答

磁通量最大時,感應電動勢也最大嗎?

單匝磁通量衡量穿過線圈面的磁場。場均勻時 Φ=BA cos θ;實際磁鐵的場不均勻,需加總各小面積的貢獻。 本頁用平滑的鐘形磁通量代表磁鐵通過固定線圈,採相對單位,不把它當作真實磁鐵的定量場解。通量在中心最大,但中心瞬間的變化率為零。

同一路徑走得更快,曲線如何改變?

法拉第定律把感應電動勢連到磁通量的時間變化率。相同空間路徑走得越快,同樣通量差在較短時間內完成,電動勢幅度越大。 各匝穿過相同通量且串接時,總電動勢乘上匝數 N。動畫進度代表位置;暫停表示凍結比較該運動瞬間,不等同真的停止磁鐵。

接近與遠離時,感應方向為什麼相反?

約定線圈正法向朝右。外加正向磁通量增加時,感應電流產生反向磁場;外加正向磁通量減少時,感應磁場轉成正向以抵抗減少。 只有閉合電路才會產生本頁討論的持續導電電流;開路仍可有感應電動勢。維持磁鐵運動的外力做功,提供電路中的電能與熱,沒有憑空產生能量。

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