Electromagnetic feedback lab · CH06

单杆—电阻闭环反馈模拟器

约定导轨向右为 +x,磁场垂直纸面向里。所有带正负号的读数均按此约定。

外力驱动 导体棒在水平导轨上的电磁感应装置 磁场垂直纸面向里,导体棒连接上下导轨,左侧外电阻构成闭合回路。 B ⊗(向里) R r + - v F安 感应电流 I × 表示磁场方向垂直纸面向里

瞬时状态

t = 0.00 s

v0.000 m/s
E = Blv0.000 V
I = E/(R+r)0.000 A
F安 = BIl0.000 N
a = (F−F安)/m2.500 m/s²
R总4.00 Ω

棒暂时静止,没有感应电流;向右恒力使它开始加速。

v ↑ → E = Blv ↑切割越快,电动势越大
I = E/(R+r)总电阻限制电流
F安 = BIl实际方向总与 v 相反
a = (F−F安)/m所以 a 不是常量

v–t 曲线

观察窗:0–6.0 s
导体棒速度随时间变化曲线 速度按指数规律趋向稳定速度,不是匀变速直线。
解析解 v(t)稳定速度 v∞● 当前时刻

解析解:v(t) = v∞ + (v₀ − v∞)e−t/τ。斜率不断变化,不能把过程当成匀变速。