2019-2020年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第1點(diǎn) 從三個(gè)角度理解“磁通量及其變化” 教科版選修3-2.doc

2019-2020年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第1點(diǎn) 從三個(gè)角度理解“磁通量及其變化” 教科版選修3-2“磁通量及其變化”是學(xué)好電磁感應(yīng)的一個(gè)突破口，直接關(guān)系到對(duì)楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律的學(xué)習(xí)與應(yīng)用而在解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中由于對(duì)“磁通量”理解不全面，往往容易出錯(cuò)下面從三個(gè)角度對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行剖析1磁通量的定義磁感應(yīng)強(qiáng)度B與一個(gè)面垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，定義式為BS.(1)面積S是指閉合電路中包含磁場(chǎng)的那部分的有效面積圖1如圖1所示，若閉合電路abcd和ABCD所在平面均與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，面積分別為S1和S2，且S1>S2，但磁場(chǎng)區(qū)域恰好只有ABCD那么大，穿過(guò)S1和S2的磁通量是相同的，因此，BS中的S應(yīng)指閉合電路中包含磁場(chǎng)的那部分的有效面積S2.(2)如果面積S與磁感應(yīng)強(qiáng)度B不垂直，可將磁感應(yīng)強(qiáng)度B向著垂直于面積S的方向投影，也可以將面積向著垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向投影特例： BS時(shí)，0；BS時(shí)，最大(BS)(3)磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)線圈匝數(shù)的多少不改變線圈面積的大小，所以不管有多少匝線圈，S是不變的，B也和線圈無(wú)關(guān)，所以磁通量不受線圈匝數(shù)影響也可以簡(jiǎn)單理解為磁通量大小只取決于穿過(guò)閉合線圈的磁感線條數(shù)2磁通量的正負(fù)磁通量是雙向標(biāo)量，若設(shè)初始時(shí)為正，則轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)為負(fù)說(shuō)明：磁通量是標(biāo)量，它的正負(fù)只表示磁感線是穿入還是穿出當(dāng)穿過(guò)某一面積的磁感線既有穿入的又有穿出的時(shí)，二者將互相抵消一部分，這類似于導(dǎo)體帶電時(shí)的“凈”電荷3磁通量的變化由公式：BSsin 可得磁通量的變化量21有多種形式，主要有：(1)S、不變，B改變，這時(shí)BSsin (2)B、不變，S改變，這時(shí)SBsin (3)B、S不變，改變，這時(shí)BS(sin 2sin 1)可見(jiàn)磁通量是由B、S及它們間的夾角共同決定的，磁通量的變化情況應(yīng)從這三個(gè)方面去考慮對(duì)點(diǎn)例題如圖2所示，一水平放置的矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成30角，現(xiàn)若使矩形線框以左邊的邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過(guò)程中磁通量改變量的大小是()圖2A.BS BBSC.BS D2BS解題指導(dǎo)是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分，在計(jì)算21時(shí)必須注意2、1的正負(fù)，要注意磁感線從線框的哪一面穿過(guò)，此題中在開(kāi)始位置磁感線從線框的下面穿進(jìn)，在末位置磁感線從線框的另一面穿進(jìn)，2、1一正一負(fù)，再考慮到有效面積，故此題選C.又如：一面積為S的矩形線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開(kāi)始磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直矩形線框，當(dāng)其繞某一條邊轉(zhuǎn)動(dòng)180的過(guò)程中，其磁通量的變化量2BS，而不是零答案C1下列關(guān)于磁通量的說(shuō)法，正確的是 ()A在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)某一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積B磁通量是矢量，其正負(fù)表示方向C磁通量是形象描述穿過(guò)某一個(gè)面的磁感線條數(shù)的物理量D磁通量越大，磁通量的變化就越快答案C解析在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如果磁場(chǎng)與平面垂直，則穿過(guò)某一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積，A錯(cuò)；磁通量是標(biāo)量，B錯(cuò)；磁通量大小與磁通量變化快慢無(wú)關(guān)，D錯(cuò)2. 如圖3所示是等腰直角三棱柱，其中abcd面為正方形，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，它們按圖示方式放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下列說(shuō)法中正確的是()圖3A通過(guò)abcd面的磁通量大小為L(zhǎng)2BB通過(guò)dcfe面的磁通量大小為L(zhǎng)2BC通過(guò)abfe面的磁通量大小為零D通過(guò)bcf面的磁通量大小為零答案BCD解析通過(guò)abcd面的磁通量大小為L(zhǎng)2B，A錯(cuò)誤；dcfe面是abcd面在垂直磁場(chǎng)方向上的投影，所以磁通量大小為L(zhǎng)2B，B正確，abfe面與bcf面和磁場(chǎng)平行，所以磁通量大小為零，C、D正確3如圖4所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過(guò)圓心且與環(huán)面垂直，則穿過(guò)兩環(huán)的磁通量a、b的大小關(guān)系為()圖4AabBabCabD無(wú)法比較答案A解析因?yàn)閮?nèi)部磁場(chǎng)與外部磁場(chǎng)要相互抵消，所以直徑越大抵消得越多，故直徑大的磁通量小4. 一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向右，一面積為S的矩形線圈abcd如圖5所示放置，平面abcd與豎直方向成角將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180角，則穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化量為()圖5A0 B2BSC2BScos D2BSsin 答案C解析初始時(shí)刻，平面abcd的有效面積為與B垂直的豎直投影面積Scos ，其磁通量為BScos .將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180角時(shí)，其磁通量為BScos .則穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化量為212BScos .