【学案导学设计】2014-2015学年高中物理 精讲精析精练 第1点 从三个角度理解“磁通量及其变化” 沪科版选修3-2.doc

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.(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S1>S2，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，因此，BS中的S应指闭合电路中包含磁场的那部分的有效面积S2.图1(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线圈匝数的多少不改变线圈面积大小，所以不管有多少匝线圈，S是不变的，B也和线圈无关，所以磁通量不受线圈匝数影响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双向标量，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B·Ssin (2)B、不变，S改变，这时S·Bsin (3)B、S不变，改变，这时BS(sin 2sin 1)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.BS BBSC.BS D2BS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，而不是零答案C1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磁通量越大，磁通量的变化就越快答案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错磁通量大小与磁通量变化快慢无关，D错2如图3所示是等腰直角三棱柱，其中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，下面说法中正确的是 ()图3A通过abcd面的磁通量大小为L2·BB通过dcfe面的磁通量大小为L2·BC通过abfe面的磁通量大小为零D通过bcf面的磁通量为零答案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面和磁场平行，所以磁通量为零，C、D正确故选B、C、D.3如图4所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量a、b的大小关系为()图4AabBabCabD无法比较答案A解析因为内部与外部磁场要相互抵消，所以直径越大抵消得越多，故直径大的磁通量小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5A0B2BSC2BScos D2BSsin 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 .3