20xx粵教版高中物理選修3-211-2電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件-在線瀏覽
2025-01-21 02:04本頁面
【正文】 做切割磁感線運動，也不能保證一定存在感應(yīng)電流，如 圖 1 1 、 2 8 所示，線框 ab c d 的一部分在勻強磁場中上下平動，盡管是部分切割，但同樣在線框中沒有感應(yīng)電流． 圖 1 1 、 2 8 由以上討論可知，導體切割磁感線不是導體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件，歸根結(jié)底還得要看穿過閉合回路的磁通量是否發(fā)生變化． 【典例 1 】 如 圖 1 1 、 2 9 所示，線框與通電直導線均位于水平面內(nèi)，當線框 abc d 由實線位置在水平面內(nèi) 向右平動逐漸移動到虛線位置，穿過線框的磁通量如何變化？ 磁通量的變化定性分析 圖 1 29 解析 直線電流 I 產(chǎn)生的磁場的磁感線的形狀是以導線上的點為圓心的在豎直平面內(nèi)的一組組同心圓，在電流 I 的右邊磁感線的方向垂直水平面向里，在電流 I 的左邊磁感線的方向垂直水平面向外．磁感線的疏密分布是越靠近導線磁感線越密，離導線越遠磁感線越稀疏． 答案 線框的水平平動，可分為三個階段．第一階段，從實線位置開始至 bc 邊到達直導線位置，穿過線框的磁通量逐漸增大．第二階段，從 bc 邊抵達直導線處開始至 ad 邊到達直導線為止，由于向外的磁感線逐漸減少，向里的磁感線逐漸增多 ，所以穿過線框的總磁通量先減少 ( 當 ab 、 dc 兩邊中點連線與直導線重合時，磁通量為零 ) 后增大．第三階段，從 ad 邊離開直導線向右運動開始至線框抵達虛線位置為止，穿過線框的磁通量逐漸減少． 借題發(fā)揮 (1) 有相反方向的磁場穿過某一面的磁通量的判斷：首先弄清哪個方向的磁通量大，再看它們各自的變化，進而判斷總磁通量的變化． (2) 利用磁感線的凈條數(shù)判斷磁通量的增、減變化．判斷磁通量的變化更加直觀． 【變式 1 】 ( 單選 ) 如 圖 1 1 、 2 10 所示， ab 是水平面上一個圓的直徑，在過 ab 的豎直平面內(nèi)有一 根通電導線 ef . 已知 ef 平行于 ab ，當 ef 豎直向上平移時， ef 中的電流 I 產(chǎn)生的磁場穿過圓面積的磁通量將 ( ) ． A ．逐漸增大 B ．逐漸減小 C ．始終為零 D ．不為零，但保持不變 圖 1 210 解析 利用安培定則判斷直線電流產(chǎn)生的磁場，考慮到磁場具有對稱性，可以知道，穿過線圈的磁感線的條數(shù)與穿出線圈的磁感線條數(shù)是相等的，故選 C. 答案 C 【典例 2 】 如 圖 1 1 、 2 11 所示，有一個 100 匝 的線圈，其橫截面是邊長為 L ＝ m 的正方形，放在磁感應(yīng)強度 B ＝ T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直．若將這個線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形 ( 橫截面的周長不變 ) ，則在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少？ 磁通量及其變化的定量計算 圖 1 211 解析 線圈橫截面為正方形時的面積： S1＝ L2＝ ( )2 m2＝ 10－ 2 m2. 穿過線圈的磁通量： Φ1＝ BS1＝ 0. 50 10－ 2 Wb ＝ 10－ 2 Wb. 截面形狀為圓形時，其半徑 r ＝4 L2π＝2 Lπ. 截面積大小 S2＝ π??????2 Lπ2＝425π m2. 穿過線圈的磁通量： Φ2＝ BS2＝ 0. 50 425π Wb ＝ 10－ 2 Wb. 所以，磁通量的變化： Δ Φ ＝ Φ2－ Φ1＝ ( － ) 10－ 2 Wb ＝ 10－ 3 Wb. 答案 10－ 3 Wb 借題發(fā)揮 磁通量 Φ ＝ BS 的計算有幾點要注意： ( 1) S 是指閉合回路中包含磁場的那部分的有效面積； ( 2) 磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響．同理，磁通量的變化量 Δ Φ ＝ Φ2－ Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響．所以，直接用公式求 Φ 、 Δ Φ 時，不必去考慮線圈匝數(shù) n . 【變式 2 】 一矩形線圈的面積 S 為 10－ 2 m2， 它和勻強磁場方
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