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高中物理编辑
2019-2020学年高中物理全册模块要点回眸第1点从三个角度理解“磁通量及其变化”学案粤教版选修3-2
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资源简介
第1点 从三个角度理解“磁通量及其变化”
磁通量及其变化”是学好电磁感应的一个突破口,直接关系到对楞次定律及法拉第电磁感应定律的学习与应用.而在解决实际问题过程中由于对“磁通量”理解不全面,往往容易出错.下面从三个角度对该知识点进行剖析.
1.磁通量Φ的定义
磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式为ΦBS.
图1
(1)面积S是指闭合电路中包含磁场的那部分的有效面积.
如图1所示,若闭合电路abcdABCD所在平面均与匀强磁场的磁感应强度B垂直,面积分别为S1S2,且S1>S2,但磁场区域恰好只有ABCD那么大,穿过S1S2的磁通量是相同的,ΦBS2.
(2)如果面积S与磁感应强度B不垂直,可将磁感应强度B向着垂直于面积S的方向投影,也可以将面积S向着垂直于磁感应强度B的方向投影.
特例:BS时,Φ=0;
BS时,Φ最大(ΦBS).
(3)磁通量与线圈的匝数无关.也可以简单理解为磁通量大小只取决于穿过闭合线圈的磁感线条数.
2.磁通量的方向
磁通量是标量,但有正负,若设初始时为正,则转过180°时为负.
说明:磁通量是标量,它的方向只表示磁感线是穿入还是穿出.当穿过某一面的磁感线既有穿入的又有穿出的时,二者将互相抵消一部分,这类似于导体带电时的“净”电荷.
3.磁通量的变化ΔΦ
由公式ΦBSsinθ可得
磁通量的变化量ΔΦΦ2Φ1有多种形式,主要有:
(1)Sθ不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB·Ssinθ
(2)Bθ不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS·Bsinθ
(3)BS不变,θ改变,这时ΔΦBS(sinθ2-sinθ1).
可见磁通量Φ是由BS及它们间的夹角θ共同决定的,磁通量的变化情况应从这三个方面去考虑.
对点例题  如图2所示,一水平放置的矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上,与水平面成30°角,现若使矩形线框以左边的边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中穿过线框的磁通量的改变量的大小是(  )
图2
A.BS                       BBS
C.BS                       D.2BS
解题指导 Φ是标量,但有正负之分,在计算ΔΦΦ2Φ1时必须注意Φ2Φ1的正负,要注意磁感线从线框的哪一面穿过,此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进,在末位置磁感线从线框的另一面穿进,Φ2Φ1一正一负,再考虑到有效面积,故此题选C.又如:一面积为S的矩形线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中,开始磁感应强度B垂直矩形线框,当其绕某一条边转动180°的过程中,其磁通量的变化量ΔΦ=-2BS,而不是零.
答案 C
1.下列关于磁通量的说法,正确的是 (  )
A.在匀强磁场中,穿过某一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B.磁通量是矢量,其正负表示方向
C.磁通量是形象描述穿过某一个面的磁感线条数的物理量
D.线圈匝数越多,则磁通量越大
答案 C
解析?在匀强磁场中,如果磁场与平面垂直,则穿过某一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积,A错;磁通量是标量,B错;磁通量大小与线圈的匝数无关,D错.
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