高中人教版物理選修3-1學(xué)案：第3章-3-幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)-【含解析】(編輯修改稿)
2025-04-05 05:29 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 場(chǎng)；②磁場(chǎng)與平面垂直。(2)若磁場(chǎng)與平面不垂直，應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積，Φ＝BScos θ。式中Scos θ即為平面S在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積，也稱為“有效面積”(如圖所示)。2．磁通量的正、負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，若以磁感線從某一面上穿入時(shí)磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)即為負(fù)值。(2)若同時(shí)有磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面，且正向磁通量大小為Φ1，反向磁通量大小為Φ2，則穿過(guò)該平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2。3．磁通量的變化量(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝BΔS。(2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝ΔBS。(3)B和S同時(shí)變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1。但此時(shí)ΔΦ≠ΔBΔS?！纠?】 如圖所示，有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T，磁場(chǎng)有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為10 cm，現(xiàn)在在紙面內(nèi)先后放上圓線圈A、B和C(圖中未畫出)，圓心均在O處，A線圈的半徑為1 cm，共10匝；B線圈的半徑為2 cm，只有1匝； cm，只有1匝。(1) T的過(guò)程中，A和B線圈中的磁通量改變了多少？(2)在磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)過(guò)30176。角的過(guò)程中，C線圈中的磁通量改變了多少？[解析] (1)對(duì)A線圈，有Φ1＝B1πr，Φ2＝B2πr故A線圈的磁通量的改變量為ΦA(chǔ)＝|Φ2－Φ1|＝(－)10－4 Wb＝10－4 WbB線圈的磁通量的改變量為ΦB＝(－)(210－2)2Wb＝10－4 Wb。(2)對(duì)C線圈，Φ1＝Bπr磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)過(guò)30176。角，線圈在垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積為πrcos 30176。，則Φ2＝Bπrcos 30176。故磁通量的改變量為ΔΦC＝Bπr(1－cos 30176。)＝(510－3)2(1－)Wb＝10－6 Wb。[答案] (1)10－4 Wb 10－4 Wb(2)10－6 Wb上例中，若將線圈A轉(zhuǎn)過(guò)180176。角的過(guò)程中，A線圈中的磁通量改變了多少？提示：若轉(zhuǎn)過(guò)180176。角時(shí)，磁通量的變化為ΔΦ＝2BS＝210－4 Wb＝10－4 Wb。磁通量大小的分析與判斷1．定量計(jì)算通過(guò)公式Φ＝BS來(lái)定量計(jì)算，計(jì)算磁通量時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：(1)明確磁場(chǎng)是否為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。(2)平面的面積S應(yīng)為磁感線通過(guò)的有效面積。 當(dāng)平面S與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，應(yīng)明確所研究的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角，準(zhǔn)確找出垂直面積。(3)線圈的磁通量及其變化與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，即磁通量的大小不受線圈匝數(shù)的影響。2．定性判斷磁通量是指穿過(guò)線圈面積的磁感線的“凈條數(shù)”，當(dāng)有不同方向的磁場(chǎng)同時(shí)穿過(guò)同一面積時(shí)，此時(shí)的磁通量為各磁場(chǎng)穿過(guò)該面磁通量的代數(shù)和。，一個(gè)面積為2S的矩形線框abcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與線框平面夾角為30176。角，O1O2分別為bc邊和ad邊的中點(diǎn)。現(xiàn)將線框的右半邊繞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90176。，在這一過(guò)程中，通過(guò)線框的磁通量的變化量的大小為( )A．BS B．BSC．BS D．(－1)BSB [當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)前，穿過(guò)矩形線框的磁通量為：Φ1＝2BSsin 30176。＝BS；當(dāng)線框右半邊轉(zhuǎn)動(dòng)后，整個(gè)面的磁通量為：Φ2＝BSsin 30176。＋BScos 30176。＝BS，磁通量變化量為：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]磁場(chǎng)的疊加【例4】 如圖所示，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。
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