演示 2：电磁感应与楞次定律

配套主题：P5 电磁感应。支持矩形线圈匀速进出匀强磁场，以及静止线圈中匀强磁场均匀变化（含教材验收算例），全部采用 SI 单位。

图注（单位与方向规则）：上图为俯视平面：⊗ 表示匀强磁场垂直纸面向里（单位

T

），矩形框为

N

匝线圈（长、宽单位

m

，面积

S

单位

m²

）。下图纵轴同时绘制磁通量

Φ

（

Wb

，绿实线）与感应电动势

ℰ = - N d Φ / d t

（

V

，红虚线），横轴为时间

t

（

s

）。

线圈面积 S —

当前单匝磁通量 Φ —

磁通量变化率 dΦ/dt —

感应电动势 ℰ = -N dΦ/dt —

感应电流方向与感应磁场 —

楞次定律判定过程：—

选择物理模型：

磁感应强度 B 0.50 T

线圈运动速度 v 1.0 m/s

线圈长度 w（水平边） 0.20 m

线圈宽度 h（竖直有效边） 0.10 m

线圈匝数 N 100 匝

时间位置 t（可手动定位核对） 0.000 s

成立条件与验收核对：

匀强磁场垂直穿过平面回路时 $Φ = B S$ ；
感应电动势由法拉第定律 $ℰ = - N \frac{d Φ}{d t}$ 决定；
验收算例： $N = 100$ 、 $S = 0.020 m²$ 、 $B$ 在 $0.10 s$ 内由 $0.50 T$ 均匀减到 0，则 $| ℰ | = 10 V$ ，感应电流磁场与原磁场同向（顺时针）。