高中物理磁通量的计算
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2 磁感应强度 磁通量1.理解磁感应强度的概念,知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.2.知道什么是匀强磁场,知道匀强磁场磁感线的特点.3.理解磁通量的概念,会计算磁通量的大小.一、磁感应强度1.定义:一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值,叫磁感应强度.2.定义式:B =F Il. 3.单位:特斯拉,简称特,符号为T.4.B 反映了磁场的强弱.5.磁感应强度是矢量,小磁针的N 极在磁场中某点受力的方向,就是这点磁感应强度的方向.二、匀强磁场1.概念:各点磁感应强度大小相等、方向相同的磁场.2.磁感线特点:匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线.三、磁通量1.定义:匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S 的乘积.即Φ=BS .2.拓展:磁场与平面不垂直时,这个面在垂直于磁场方向的投影面积S ′与磁感应强度的乘积表示磁通量.3.单位:国际单位是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb =1 T·m 2.4.引申:B =ΦS ,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量.一、磁感应强度1.物理意义:磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量.2.大小:当导线方向与磁场方向垂直时B =F Il.3.方向:磁感应强度的方向就是小磁针北极在磁场中某点受力的方向,也就是该处的磁场方向.4.描述:磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向.5.匀强磁场如果磁场中各处的磁感应强度大小和方向都相同,则该磁场为匀强磁场.二、磁通量1.磁通量的计算:(1)公式:Φ=BS.适用条件:①匀强磁场;①磁感线与平面垂直.(2)若磁感线与平面不垂直,则Φ=BS cos θ.其中S cos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1,如图所示.2.磁通量的正负:磁通量是标量,但有正负,若磁感线从某一面穿入时,磁通量为正值,磁感线从此面穿出时则为负值.3.磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示.若有磁感线沿相反方向穿过同一平面,则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和).三、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量,当空间存在几个磁体(或电流)时,每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和.磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则.1.如图所示,矩形线框平面与匀强磁场方向垂直,穿过的磁通量为Φ,若线框绕某条边转过90°角,则磁通量变为()A.0B.12ΦC.ΦD.2Φ2.如图所示为某匀强磁场的磁感线分布,则磁场中各点的磁感应强度( )A .大小相等,方向相同B .大小不等,方向相同C .大小相等,方向不同D .大小不等,方向不同 3.下列物理量中属于矢量的是( )A .磁感应强度B .感应电动势C .电流D .磁通量4.如图所示,直角三角形abc 中,①abc =30°,将一电流为I 、方向垂直纸面向外的长直导线放置在顶点a 处,则顶点c 处的磁感应强度大小为B 0。
高中物理公式总结:电磁感应
电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
*4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),
ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕
(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=1 06μH。
(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
高中物理公式电磁学所有公式
电磁学是研究电磁现象的学科,生活中我们经常会看到电磁学的相关公式,下面就为大家列举出高中物理中关于电磁学的最常用的公式:
一、直流电场的电场强度:
1. 静止电荷产生的电场强度:E = kq/r2;
2. 依据线磁定律,定义磁通量密度为:B = μo·I;
三、交变电场强度:
1. 磁通量:φ = B·S;
2. 根据分段线性变化假设,定义磁感应强度:H = B/μo;
3. 根据库仑定律:F=u·IΔL;
四、电磁辐射:
1. 光速:c = λ·f;
2. 谐波定律:E = ko·Q;
3. 波能:W = S·E·cosδ;
4. 辐射功率:P = E2·kπo/2;
五、电磁动量定理:p=E·B;
六、电位的多位势模型:V = Vt·ln(C2/C1);
七、贝瑟尔定律:j = σ·E;
八、电磁航空参数公式:
1. 磁气动力:F = k·B2·I·L/2;
2. 磁场强度:B = μo·I/2πr;
3. 电导率:σ = n·e2/m;
九、延伸公式:
1. 雷诺数:Re = ρ·v·L/μ;
2. 普朗克定律:F = kQQ/R2;
3. 麦克斯韦动量定理:F = qE + qvXB。
高中磁通量的原理
高中电磁学中的磁通量是描述磁场强度的物理量。
它表示通过一个面积的磁场线数目,也可以看作磁场线的流量。
磁通量的计算基于法拉第电磁感应定律,该定律表明当一个导线在磁场中运动时,磁通量的变化会诱导出电动势。
而磁通量的计算公式为:
Φ= B ×A ×cosθ
其中,Φ表示磁通量,B表示磁感应强度(单位:特斯拉),A表示面积(单位:平方米),θ表示磁场线与面积法线的夹角。
这个公式可以解释为,在给定的面积上,磁场线的数量与磁感应强度、面积的乘积以及夹角的余弦成正比。
夹角的余弦代表了磁场线与面积法线的相对方向,当它们完全平行时取1,垂直时取0。
磁通量的单位是韦伯(Wb),1 Wb等于1特斯拉乘以1平方米。
在国际单位
制中,磁通量的单位也可以表示为伏特秒(V·s),因为它与电动势存在直接关系。
磁通量的概念在各种电磁学和电路问题中都有广泛应用。
例如,在变压器中,通过变化磁通量可实现电压的变换;在感应电动机中,磁通量的变化可驱动转子;
在电磁传感器中,磁通量的测量可用于检测磁场的变化等等。
第2节磁感应强度磁通量课程内容要求核心素养提炼1.知道磁感应强度的定义、物理意义及单位.2.知道磁通量,通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法.1.物理观念:磁感应强度、匀强磁场、磁通量.2.科学思维:(1)理解磁感应强度的概念.(2)应用公式计算磁通量.一、磁感应强度1.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F 跟电流I 和导线长度l 的乘积Il 的比值叫作通电导线所在处的磁感应强度.2.定义式:B =F Il.3.单位:特斯拉,简称特,符号为T ,1_T =1N A·m.二、匀强磁场1.定义:磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场.2.磁感线:间隔相等的平行直线.3.实例:距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场,相隔适当距离的两平行放置的通电线圈中间区域的磁场都是匀强磁场.[判断](1)通电导线在磁场中受到的磁场力为0,则说明该处的磁感应强度为0.(×)(2)磁感应强度的大小与电流成反比,与其受到的磁场力成正比.(×)(3)磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力大小F 与电流I 和导线长度l 的乘积的比值.(×)三、磁通量1.定义:匀强磁场磁感应强度B 与和磁场方向垂直的平面面积S 的乘积,即Φ=BS .2.单位:韦伯,简称韦,符号是Wb .1Wb =1T·m 2.3.引申:B =ΦS,因此磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量.[思考]若通过某面积的磁通量等于0,则该处一定无磁场,你认为对吗?提示不对.磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与环面和磁场夹角有关,当环面与磁场平行时,磁通量为0,但磁场仍存在.探究点一磁感应强度的理解和叠加观察如图所示的“探究影响通电导线受力的因素”的实验,思考以下几个问题:(1)实验装置中,通电导线应如何放入磁场中?为什么?(2)通过实验总结通电直导线受力大小与导线长度、电流大小的关系.提示(1)通电导线应垂直放入磁场中.只有通电导线与磁场方向垂直时,它所受磁场力才最大,此时磁场力F 与电流和导线长度的乘积Il 的关系最简单.(2)当通电直导线与磁场方向垂直时,它受力的大小既与导线的长度l 成正比,又与导线中的电流I 成正比,即与I 和l 的乘积Il 成正比.即F Il 是一个恒量.1.对磁感应强度的认识(1)磁感应强度的大小:磁感应强度的大小反映该处磁场的强弱,它的大小取决于场源以及在磁场中的位置.(2)磁感应强度是用比值法定义的即B =F Il,但B 的大小由磁场本身决定,与F 、Il 的大小没有关系.(3)磁感应强度的方向:磁感应强度的方向就是该处磁场的方向,规定为小磁针静止时N 极的指向,也可以表示为磁感线在该点的切线方向.2.磁场的叠加:由于磁感应强度是矢量,若某区域有多个磁场叠加,该区域中某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和,可根据平行四边形法则求解.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电直导线,它的电流是2.5A ,导线长1cm ,它受到的磁场力为5.0×10-2N .(1)求这个位置的磁感应强度大小;(2)若把通电导线中的电流增大到5A ,则求这个位置的磁感应强度大小.解析解题关键是只有当通电直导线垂直于磁场方向放置时,才能用B =F Il计算B 的大小.(1)由磁感应强度的定义式得B =F Il = 5.0×10-22.5×1×10-2T =2T .(2)磁感应强度B 是由磁场和空间位置(点)决定的,与导线的长度l 、电流I 的大小无关,所以该位置的磁感应强度大小还是2T .答案(1)2T (2)2T(多选)如图所示,三根平行的足够长的通电直导线A 、B 、C (电流方向如图)分别放置在一个等腰直角三角形的三个顶点上,其中AB 边水平,AC 边竖直.O 点是斜边BC 的中点,每根导线在O 点所产生的磁感应强度大小均为B 0,则下列说法正确的有()A .导线B 、C 在O 点产生的合磁感应强度大小为2B 0B .导线A 、B 、C 在O 点产生的合磁感应强度大小为B 0C .导线B 、C 在A 点产生的合磁感应强度方向由A 指向OD .导线A 、B 在O 点产生的合磁感应强度方向水平向右ACD [导线B 、C 在O 点产生的磁场方向相同,磁感应强度叠加后大小为2B 0,选项A 正确;三根平行的通电直导线在O 点产生的磁感应强度大小相等,B 合=(B 0)2+(2B 0)2=5B 0,选项B 错误;导线B 、C 在A 点产生的总的磁感应强度的方向是两个磁场叠加后的方向,方向由A 指向O ,选项C 正确;根据安培定则和矢量的叠加原理,导线A 、B 在O 点产生的总的磁感应强度的方向水平向右,选项D 正确.][训练1]关于磁感应强度,下列说法正确的是()A .由B =F Il可知,B 与电流强度I 成反比B .由B =F Il可知,B 与电流受到的安培力F 成正比C .垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向D .磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、长度、导线放置方向等均无关D[磁感应强度B=FIl是采用比值法定义的,B与F、I无关,由磁场本身属性决定,故选项A、B错误,选项D正确;垂直于磁场方向放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直,故选项C错误.][训练2](2020·浙江卷)特高压直流输电是国家重点能源工程.如图所示,两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2,I1>I2.a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直,b点位于两根导线间的中点,a、c两点与b点距离相等,d点位于b点正下方.不考虑地磁场的影响,则()A.b点处的磁感应强度大小为0B.d点处的磁感应强度大小为0C.a点处的磁感应强度方向竖直向下D.c点处的磁感应强度方向竖直向下C[电流周围的磁场截面图如图所示,因I1>I2,则离导线相同距离处B1>B2.由磁感应强度的叠加可以看出,a处的磁感应强度方向竖直向下,大小为两电流在a处磁感应强度的同向叠加;b处的磁感应强度大小为B b1-B b2,方向竖直向上;c处磁感应强度方向为竖直向上,大小为两电流在该处磁感应强度同向叠加;d处磁感应强度不为0.故答案为C.]探究点二磁通量的理解和计算如图所示,当磁场方向与平面成θ角时,磁通量的表达式是怎样的?当磁场方向与平面平行时,磁通量是多少?提示Φ=BS sinθ01.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS.适用条件:①匀强磁场;②磁感线与平面垂直.(2)在匀强磁场中,若磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.2.磁通量的正负(1)磁通量是标量,但有正负,当磁感线从某一面上穿入时,磁通量为正值,磁感线从此面穿出时即为负值.(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量为Φ1,反向磁通量为Φ2,=Φ1-Φ2.则穿过该平面的磁通量Φ总3.磁通量的变化量(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS.(2)当B变化,有效面积S不变时,ΔΦ=ΔB·S.(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1.但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.(4)匀强磁场中与磁场垂直的线圈磁通量为BS.当线圈转过180°时,磁通量的变化量ΔΦ=2BS.如图所示,有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10cm,现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出),圆心均在O点处,A线圈的半径为1cm,共10匝;B线圈的半径为2cm,只有1匝;C线圈的半径为0.5cm,只有1匝.(1)在磁感应强度B减为0.4T的过程中,A和B线圈中的磁通量改变了多少?(2)在磁场方向转过30°角的过程中,C线圈中的磁通量改变了多少?解析(1)对A线圈,有Φ1=B1πr2A,Φ2=B2πr2A故A线圈的磁通量的改变量为ΦA=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10-2)2Wb=1.256×10-4WbB线圈的磁通量的改变量为ΦB=(0.8-0.4)×3.14×(2×10-2)2Wb=5.024×10-4Wb.(2)对C线圈,Φ1=Bπr2C磁场方向转过30°角,线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πr2C cos30°,则Φ2=Bπr2C cos 30°故磁通量的改变量为ΔΦC=Bπr2C(1-cos30°)=0.8×3.14×(5×10-3)2×(1-0.866)Wb=8.4×10-6Wb.答案(1)1.256×10-4Wb 5.024×10-4Wb(2)8.4×10-6Wb[变式]在[例3]中,若将线圈A转过180°角的过程中,A线圈中的磁通量改变了多少?解析若转过180°角时,磁通量的变化为ΔΦ=2BS=2×0.8×3.14×(1×10-2)2Wb=5.024×10-4Wb.答案 5.024×10-4Wb[题后总结]多角度判断磁通量大小1.定量计算通过公式Φ=BS来定量计算,计算磁通量时应注意的问题:(1)明确磁场是否为匀强磁场,知道磁感应强度的大小.(2)平面的面积S应为磁感线通过的有效面积.当平面S与磁场方向不垂直时,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确找出垂直面积.(3)线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响.2.定性判断磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”,当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时,此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和.[训练3]如图所示,一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30°角,磁感应强度为B,用下述哪个方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍()A.把线圈的匝数增加一倍B.把线圈的面积增加一倍C.把线圈的半径增加一倍D.转动线圈使得轴线与磁场方向平行B[把线圈的匝数增加一倍,穿过线圈的磁感线的条数不变,磁通量不变,故选项A 错误;根据Φ=BS sinθ,把线圈的面积增加一倍,可使穿过线圈的磁通量增加一倍,故选项B正确;把线圈的半径增加一倍,线圈的面积S=πR2变为原来的4倍,磁通量变为原来的4倍,故选项C错误;转动线圈使得轴线与磁场方向平行,相当于线圈转过30°,与磁场垂直,线圈面积在垂直B方向上的投影由S sin60°变为S,磁通量没有增加一倍,故选项D错误.]。
高中物理磁通量的计算磁通量一、磁通量的定义穿过一个面的磁感线的条数磁通量公式∅= B·S,其中S指垂直B方向的面积1、(2009年安徽卷)20.如图甲所示,一个电阻为R,面积为S的矩形导线框abcd,水平旋转在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与ad边垂直并与线框平面成450角,o、o’ 分别是ab和cd边的中点。
现将线框右半边obco’ 绕oo’ 逆时针900到图乙所示位置。
在这一过程中,导线中通过的电荷量是A.2BSB.2BSC.BSRD.0答案:A解析:对线框的右半边(obco′)未旋转时整个回路的磁通量12BSsin452o BSΦ==对线框的右半边(obco′)旋转90o后,穿进跟穿出a abbccd dB B450450甲乙ooo/o/b(c)o(o′)b(c)o(o′)的磁通量相等,如右 图整个回路的磁通量20Φ=。
21BS 2∆Φ=Φ-Φ=。
根据公式2q R R∆Φ==。
选A 二、S B ⋅=φ公式的理解1、s 为磁场中的有效面积2、合磁通3、磁通量的方向说明: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。
条形磁铁1、如图所示,在垂直于条形磁铁的轴线的同一平面内,有两个圆形线圈A 和B 。
问穿过这两个线圈的磁通量哪个大?两条通电直导线2、如下图所示,在两根平行长直导线M 、N 中,通过同方向同强度的电流.导线框ABCD 和两导线在同一平面内.线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动.在移动过程中,线框中感生电流的方向:1.沿ABCDA,不变.2.沿ADCBA,不变.3.由ABCDA 变形ADCBA.4.由ADCBA 变成ABCDA. 通电螺线管3、在水平放置的光滑绝缘杆ab 上,挂有两个金属环M 和N,两环套在一个通电密绕长螺线管的中部,如图所示.螺线管中部区域的管外磁场可以忽略.当变阻器的滑动接头向左移动时,两环将怎样运动?A.两环一起向左移动.B.两环一起向右移动.C.两环互相靠近.D.两环互相离开.4、磁通量的改变量12φφφ-=∆磁通量是双向标量,若设初始为正,则转过180︒时为负。
高中物理电磁感应知识点归纳总结电磁感应是物理学中的重要部分,它研究了电流和磁场之间的相互作用以及磁场变化对电场的影响。
在高中物理课程中,学生将学习有关电磁感应的基本原理、法拉第电磁感应定律、感应电动势、互感和自感等知识。
下面是对这些知识点的归纳总结。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本定律,它描述了磁场发生变化时感应电动势的产生情况。
定律表述如下:当磁场的磁通量Φ发生变化时,通过电路的感应电动势ε的大小与变化率成正比,即ε = -dΦ/dt。
其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
该定律指出,只有磁场的变化才会产生感应电动势。
2. 感应电动势感应电动势是指由于电路中磁通量变化而产生的电动势。
它是法拉第电磁感应定律的直接应用。
当导体与磁场相互作用时,磁通量发生变化,从而感应电动势产生。
感应电动势的大小与磁场变化率、导体的长度、导体与磁场间的角度有关。
感应电动势可以通过下列公式计算:ε = -N(dΦ/dt),其中ε表示感应电动势,N表示线圈的匝数。
3. 感应电流感应电动势产生的结果是感应电流。
当感应电动势存在时,如果电路是闭合的,感应电动势将驱动电流流过电路。
感应电流的产生是为了抵消磁场的变化,从而维持能量守恒。
感应电流的大小与电路的阻抗有关。
4. 互感与自感互感是指当两个或多个电路的线圈相互作用时,其中一个线圈中的变化电流引起其他线圈中的感应电动势的现象。
互感的大小与线圈的匝数、线圈之间的耦合系数有关。
互感可以用公式M = k√(L1*L2)来计算,其中M表示互感,k表示耦合系数,L1和L2表示两个线圈的自感值。
自感是指电流改变时,由于线圈自身的磁场变化而产生的感应电动势。
自感的大小与线圈匝数、线圈的形状和大小有关。
自感可以用公式L = NΦ/I来计算,其中L表示线圈的自感,Φ表示线圈中的磁通量,I表示线圈中的电流。
综上所述,高中物理中的电磁感应知识点包括法拉第电磁感应定律、感应电动势、感应电流以及互感和自感。
一、电磁感应现象1、磁通量:在匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场的面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,即;一般情况下,当平面S不跟磁场方向垂直时,,为平面S在垂直于磁感线方向上的投影。
当磁感线与线圈平面平行时,磁通量为零。
2、产生感应电流的条件可归结为两点:①电路闭合;②通过回路的磁通量发生变化。
3、磁通量是双向标量。
若穿过面S的磁通量随时间变化,以、分别表示计时开始和结束时穿过面S的磁通量的大小,则当、中磁感线以同一方向穿过面S时,磁通量的改变;当、中磁感线从相反方向穿过面S时,磁通量的改变。
4、由于磁感线是闭合曲线,所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零,即=0。
如穿过地球的磁通量为零。
二、法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小1、法拉第电磁感应定律的数学表达式为,它指出感应电动势既不取决于磁通量φ的大小,也不取决于磁通量变化Δφ的大小,而是由磁通量变化的快慢等来决定的,由算出的是感应电动势的平均值,当线圈有相同的n匝时,相当于n个相同的电源串联,整个线圈的感应电动势由算出。
2、公式中涉及到的磁通量Δφ的变化情况在高中阶段一般有两种情况:①回路与磁场垂直的面积s不变,磁感应强度发生变化,则Δφ=ΔBS,此时,式中叫磁感应强度的变化率。
②磁感应强度B不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则Δφ=BΔS。
若遇到B和S都发生变化的情况,则。
3、回路中一部分导体做切割磁感线运动时感应电动势的表达式为,式中v取平均速度或瞬时速度,分别对应于平均电动势或瞬时电动势。
4、在切割磁感线情况中,遇到切割导线的长度改变,或导线的各部分切割速度不等的复杂情况,感应电动势的根本算法仍是,但式中的ΔΦ要理解时间内导线切割到的磁感线的条数。
三、疑难辨析:1、对于法拉第电磁感应定律E=应从以下几个方面进行理解:①它是定量描述电磁感应现象的普遍规律,不管是什么原因,用什么方式所产生的电磁感应现象,其感应电动势的大小均可由它进行计算。
2 磁感应强度磁通量1.理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉,会用磁感应强度的定义式进行有关计算;2.掌握匀强磁场;3.知道磁通量的物理意义和定义式。
1.磁感应强度的定义及理解。
2.磁感应强度的大小和方向的判断。
3.磁感应强度与电场强度的比较。
4.对磁通量的理解与计算。
一、磁感应强度1.电流元:很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il。
2.控制变量法探究影响通电导线受力的因素如图所示,三块相同的蹄形磁铁,并列放在桌上,直导线所在处的磁场认为是均匀的。
(1)保持长度不变,改变电流大小,观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小。
(2)保持电流大小不变,改变磁场中导线长度,通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。
(3)实验结论:直导线与磁场垂直时,它受力大小既与导线的长度l成正比,又与导线中的电流I成正比。
3.磁感应强度的大小在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线,所受的磁场力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度。
4.公式:B=FIl。
5.单位:国际单位是特斯拉,简称特,国际符号是T,1 T=1NA·m。
二、匀强磁场1.定义:各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场。
2.磁感线特点:间隔相等的平行直线。
三、磁通量1.定义:匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S 的乘积,即Φ=BS 。
2.拓展:磁场B 与研究的平面不垂直时,这个面在垂直于磁场B 方向的投影面积S ′与B 的乘积表示磁通量。
3.单位:国际单位制是韦伯,简称韦,符号是Wb ,1 Wb =1 T·m 2。
4.引申:B =ΦS,表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,因此磁感应强度B 又叫磁通密度。
知识点一 对磁感应强度的理解1.公式B =F Il是磁感应强度的定义式,是用比值法定义的,磁感应强度B 的大小只决定于磁场本身的性质,而与F 、I 、l 均无关。
2.在定义式B =F Il中,通电导线必须垂直于磁场方向放置。
电磁感应(磁生电)第一部分电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.(2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.二、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.产生的电流叫做感应电流。
2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电动势的条件:穿过电路的磁通量发生变化。
理解:电磁感应的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.判断感应电流方向的思路:用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,如下:根据原磁场(Φ原方向及ΔΦ情况)确定感应磁场(B 感方向)判断感应电流(I 感方向).重点题型汇总一、磁通量及其变化的计算:由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: 1、此公式只适用于匀强磁场。
磁通量 nvs
磁通量(magnetic flux)是磁场穿过某一特定表面的磁通量密
度的总和。
磁通量是描述磁场强度的物理量,通常用字母Φ表示,
单位是韦伯(Weber,简写为Wb)。
磁通量的计算公式是Φ = B * A * cosθ,其中B是磁场的磁
感应强度,A是垂直于磁场的面积,θ是磁场与法线的夹角。
磁通量的大小与磁场的强度和面积有关。
当磁场垂直于面积时,磁通量最大;当磁场与面积平行时,磁通量为零。
夹角θ的变化也
会导致磁通量的变化。
磁通量在物理学中有着重要的应用。
在法拉第电磁感应定律中,磁通量的变化率与感应电动势的大小成正比。
这个定律是电磁感应
现象的基础,也是电磁感应产生电流的原理。
在电磁学中,磁通量还与安培定律有关。
根据安培定律,通过
一个封闭回路的磁通量的变化率等于通过回路的电流之和。
这个定
律是电磁场中电流与磁场相互作用的基本规律。
磁通量的概念也被应用于磁性材料的磁化过程中。
在磁化过程中,磁通量的变化会导致磁场的变化,从而影响磁性材料的磁化状态。
总之,磁通量是描述磁场强度的重要物理量,它与磁场的强度、面积和夹角有关。
磁通量在电磁感应、安培定律和磁性材料的磁化
过程中都有重要的应用。
电磁感应(磁生电)第一部分电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.(1) 磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.(2) 磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.(3) 磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.二、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.产生的电流叫做感应电流。
2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电动势的条件:穿过电路的磁通量发生变化。
理解:电磁感应的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.判断感应电流方向的思路:用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,如下:根据原磁场(Φ原方向及ΔΦ情况) 确定感应磁场(B 感方向) 判断感应电流(I 感方向). 重点题型汇总一、磁通量及其变化的计算:由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点:1、此公式只适用于匀强磁场。
磁通量
一、
磁通量的定义
穿过一个面的磁感线的条数
磁通量公式= B ·S ,其中S 指垂直B 方向的面积
1、(2009年安徽卷)20.如图甲所示,一个电阻为R ,面积为S 的矩形导线框abcd ,水平旋转在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B ,方向与ad 边垂直并与线框平面成450角,o 、o’ 分别是ab 和cd 边的中点。
现将线框右半边obco’ 绕oo’ 逆时针900到图乙所示位置。
在这一过程中,导线中通过的电荷量是
A .
2BS
2R
B .
2BS R C .BS
R
D .0 答案:A
解析:对线框的右半边(obco ′)未旋转时
a
a
b b
c c
d
d B
B 450
450
甲
乙
o
o
o / o /
b (
c )
b (
c )
整个回路的磁通量12BSsin 452
o BS Φ==
对线框的右半边(obco ′)旋转90o 后,穿进跟穿出的磁通量相等,如右 图整个回路的磁通量20Φ=。
212
BS 2
∆Φ=Φ-Φ=。
根据公式22BS
q R R
∆Φ=
=。
选A 二、S B ⋅=φ公式的理解 1、s 为磁场中的有效面积 2、合磁通
3、磁通量的方向
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。
条形磁铁
1、如图所示,在垂直于条形磁铁的轴线的同一平面内,有两个圆形线圈A 和B 。
问穿过这两个线圈的磁通量哪个大?
两条通电直导线
2、如下图所示,在两根平行长直导线M 、N 中,通过同方向同强度的电流.导线框ABCD 和两导线在同一平面内.线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动.在移动过程中,线框中感生电流的方向:
图
1.沿ABCDA,不变.
2.沿ADCBA,不变.
3.由ABCDA变形ADCBA.
4.由ADCBA变成ABCDA.
通电螺线管
3、在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个金属环M和N,两环套在一个通电密绕长螺线管的中部,如图所示.螺线管中部区域的管外磁场可以忽略.当变阻器的滑动接头向左移动时,两环将怎样运动?
A.两环一起向左移动.
B.两环一起向右移动.
C.两环互相靠近.
D.两环互相离开.
4、磁通量的改变量
12φφφ-=∆
磁通量是双向标量,若设初始为正,则转过180
时为负。
三、几种典型场的磁通量
条形磁铁
1.如右图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N 极附
近竖直下落,保持bc 边在纸外,ad 边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中,线圈中感生电流:
(1)沿abcd 流动. (2)沿
dcba 流动.
(3)由Ⅰ到Ⅱ是沿
abcd 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba 流动.
(4)由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd 流动.。