第59讲磁通量产生电磁感应的条件

第59讲磁通量产生电磁感应的条件一、基本概念（一）、磁通量1．物理意义:表示穿过某一面积的磁感线条数多少.2．定义式:__________，只适用于匀强磁场，且磁场方向与平面垂直。磁通量的一般表达式____________________式中为平面与磁场方向的夹角。在匀强磁场中，若平面与磁场方向垂直（90），则穿过这个平面的磁通量为最大，=____若平面与磁场方向平行（0），则穿过这个平面的磁通量为最小，=_____磁通量的单位：_________，符号_________3．磁通量是______量，遵循代数运算法则。但有正负之分，若规定磁感线穿入这个平面为正，则穿出为_____。净磁通量：有时穿过一个面的磁感线有来自相反方向的，这时需考虑净磁通量。4．磁通密度：__________，磁通密度就是垂直于磁场方向上单位面积的磁通量(磁感线条数)。磁通密度在数值上等于磁感应强度的大小。（二）、电磁感应现象1．电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象。在电磁感应现象中，所产生的电动势称为感应电动势，所产生的电流称为感应电流。2．产生感应电流的条件：_______________________________________闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量发生了变化，电路中就产生感应电流。但这并不表示所有切割都能产生感应电流，只有能引起闭合电路的磁通量发生变化的切割才能产生感应电流。引起穿过闭合电路磁通量发生变化的可以是磁场强弱和方向变化、也可以是闭合电路的面积S变化、还可以是磁场与闭合电路的相对位置变化，当然还包括几种变化因素兼而有之。在一个物理过程中，是否发生电磁感应现象不是看闭合电路是否有磁通量，而是看该过程中磁通量是否发生变化。二、典型例题【例1】关于磁通量，下列说法中正确的是（）A．穿过某一面积的磁感线条数越多，磁通量越大B．穿过某一面积的磁通量一定等于面积S与该处磁感应强度B的乘积C．若穿过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零D．穿过某一面积的磁通量等于该面积上单位面积的磁感线条数【例2】在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中，有一面积为S=30cm2的矩形线框，线框平面与磁场方向垂直，这时穿过线框的磁通量为Wb。若从图所示位置开始绕垂直于磁场方向的OO´轴转过600角，这时穿过线框平面的磁通量为Wb。从图示位置开始，在转过1800角的过程中，穿过线框平面的磁通量的变化为Wb。【例3】现将电池组，滑动变阻器，带铁芯的线圈A，线圈B，电流计及开关如图连接。在开关闭合，线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（）A线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D因为线圈A,线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向三、巩固练习1．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（）A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．安培发现了磁场对电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律2．某地地磁场磁感应强度大小为B＝1.6×10-4T，与水平方向夹角53°，其在水平面内S＝1.5m2的面积内地磁场的磁通量为()A．1.44×10-4WbB．1.92×10-4WbC．1.92×10-5WbD．1.44×10-5Wb3．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量（）A．是增加的；B．是减少的C．先增加，后减少；D．先减少，后增加4．如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，φB、φC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是（）A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里C．φB＞φCD．φB＜φC5．如图所示，一条形磁铁从静止开始，向下穿过一个用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈的过程中（）A．做自由落体运动B．做减速运动C．做匀速运动D．做非匀变速运动6．如图所示，通电直导线与闭合导线框彼此绝缘，处于同一平面内，导线与线框的对称轴重合。为了使线框中能产生感应电流，可以采取的措施是（）A．使直导线中的电流减小B．线框以直导线为轴匀速转动C．线框向左匀速运动D．线框向右匀速运动7．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应该怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式。