1、模块要点回眸精讲精析精练16点第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积的磁通量,定义式为BS.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abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直,面积分别为S1和S2,且S1S2,但磁场区域恰好只有ABCD那么大,穿过S1和S2的磁通量是相同的,BS2.(
2、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,也可以将面积向着垂直于磁感应强度B的方向投影.特例:BS时,0;BS时,最大(BS).(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.当穿过某一面积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.磁通量的变化由公式:BSsin可得磁通量的变化量21有多种形式,主要有:(1)S、不变,B改变,这时BSsi
3、n(2)B、不变,S改变,这时SBsin(3)B、S不变,改变,这时BS(sin2sin1)可见磁通量是由B、S及它们间的夹角共同决定的,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,则此过程中磁通量改变量的大小是()图2A.BSB.BSC.BSD.2BS答案C解题指导是标量,但有正负之分,在计算21时必须注意2、1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,2、1一正一负,再考虑
4、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2BS,而不是零.1.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.2.(多选)如图3所示是等腰直角三棱柱,其中
5、abcd面为正方形,边长为L,它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下列说法中正确的是 ()图3A.通过abcd面的磁通量大小为L2BB.通过dcfe面的磁通量大小为L2BC.通过abfe面的磁通量大小为零D.通过bcf面的磁通量大小为零答案BCD解析通过abcd面的磁通量大小为L2B,A错误;dcfe面是abcd面在垂直磁场方向上的投影,所以磁通量大小为L2B,B正确,abfe面与bcf面都和磁场平行,所以磁通量都为零,C、D正确.故选B、C、D.3.如图4所示,虚线框内有匀强磁场,大环和小环是垂直于磁场方向放置的两个圆环,分别用1和2表示穿过大、小两环的磁通量,则有()图4A.12B.12C.12D.无法确定答案C解析对于大环和小环来说,磁感线的净条数没有变化,所以选C.4.一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右,一面积为S的矩形线圈abcd如图5所示放置,平面abcd与竖直方向成角.将abcd绕ad轴转180角,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为()图5A.0B.2BSC.2BScosD.2BSsin答案C解析初始时刻,平面abcd的有效面积为与B垂直的竖直投影面积Scos,其磁通量为BScos.将abcd绕ad轴转180角时,其磁通量为BScos.则穿过线圈平面的磁通量的变化量为212BScos.