C.磁感应强度磁通量
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磁场中磁通量与磁感应强度关系磁场是物理世界中一种重要的物质性质,它具有磁感应强度和磁通量等特征。
磁感应强度是描述磁场强度的物理量,而磁通量则是磁场穿过某一特定区域的磁力线总数,两者之间存在着密切的关系。
在研究磁通量与磁感应强度的关系之前,我们先来了解一下磁通量的概念。
磁通量Φ是表示磁力线穿过某个封闭曲面的总数。
根据高斯定理,磁通量Φ可以通过穿过一个给定曲面的磁场的总磁感应强度来计算。
根据磁场的特性,我们可以得出如下的计算公式:Φ = B * S * cosθ其中,Φ表示磁通量,B表示磁感应强度,S表示曲面面积,θ为磁感应强度和法线的夹角。
根据该计算公式,我们可以得出磁通量正比于磁感应强度的结论。
也就是说,当磁感应强度增大时,磁通量也会相应增大;反之,当磁感应强度减小时,磁通量则会减小。
为了更直观地理解磁通量与磁感应强度之间的关系,我们可以进行一个简单的实验。
首先,在实验室中设置一个磁场,然后将一个磁感应强度计放置在磁场中不同的位置上,分别测量磁感应强度的数值。
接下来,我们在磁感应强度计的上方放置一个闭合的线圈,通过测量这个线圈内的磁通量来验证磁通量与磁感应强度的关系。
实验结果表明,在不同位置上测量的磁感应强度数值与线圈内的磁通量存在着对应关系。
随着磁感应强度的增加,线圈内的磁通量也随之增大;而当磁感应强度减小时,线圈内的磁通量也相应减小。
除了实验验证,数学上的严格证明也支持着磁通量与磁感应强度的关系。
根据麦克斯韦方程组中的法拉第电磁感应定律,磁通量的变化与感应电动势之间存在着直接的比例关系。
感应电动势的产生正相关于磁通量的变化率。
因此,我们可以得出结论,磁感应强度的变化导致了磁通量的变化。
总之,磁通量与磁感应强度之间存在着紧密的关系。
磁通量表示磁力线穿过某个封闭曲面的总数,而磁感应强度则描述了磁场的强度。
根据磁通量的定义公式,我们可以得出磁通量与磁感应强度正相关的结论。
通过实验和数学证明,这一结论得以进一步验证和确认。
磁感应强度磁通量【教学目标】1.掌握磁感应强度的定义和磁通量的定义。
2.掌握利用磁感应强度的定义式进行计算。
3.掌握在匀强电场中通过面积S的磁通量的计算。
【教学重点】1.磁感应强度和磁通量的概念。
2.磁感应强度的定义是有条件的,它必须是当通电直导线L与磁场方向垂直。
【教学难点】磁通量概念的建立。
【教学过程】一、新课导入【实验1】讲台上有4块大小形状不一的磁铁,请两位挑战者各挑选其中一块磁铁吸起讲台上的钩码,吸起钩码的数量最多即挑战成功。
总结:通过比较,大家一起总结,不同磁铁的磁性强弱不同。
我们这节课的任务就是寻找描述磁场强弱和方向的物理量。
提问:应该用哪个物理量来描述磁场的强弱和方向?二、新课教学(一)磁感应强度1.探究1:磁场强弱和方向的研究方法提问:如何研究磁场的强弱和方向?请同学们回忆,之前在学习电场的时候,是用哪个物理量来描述电场的强弱和方向的?引导:那么我们用相似的方法来寻找描述磁场强弱和方向的物理量,同学们试着猜一下?2.探究2:磁感应强度方向提问:在电场中我们用试探电荷在电场中某位置的受力方向来判断该位置电场方向。
那么磁场对什么物体会产生力的作用?该如何确定某点磁场方向呢?【实验2】探究磁感应强度方向在投影仪中放入一个磁铁,在磁铁周围就存在磁场,把小磁铁放进去,看看观察小磁针N极S极所指的方向,移动小磁针到其他位置,观察小磁针指向有没有发生变化?总结:在物理学中,把小磁针静止时北极受力的方向或北极所指的方向规定为该点磁感应强度的方向,简称磁场方向。
探究3:磁感应强度大小提问:怎样定义磁感应强度的大小呢?我们是否可以依旧采用小磁针?教师总结:不能。
因为N极不能单独存在。
小磁针静止时所受的合力为零,因而不能用测量N极受力的大小来确定磁感应强度的大小。
并且磁场不仅能对磁体有作用力,还对通电导体有作用力!选择模型:在磁场中垂直放置一段很短的通电导线在物理学中,我们把很短的一段通电导线中电流大小I和导线长度L的乘积称为电流元思考:为什么选择很短的?为什么要在磁场垂直放置(设问但不马上回答)?学生分组讨论:思考:通电导线在磁场中的受力与那些因素有关?学生回答:磁场强弱、电流大小、导线长短、导线与磁场的摆放角度。
磁场、磁感应强度和磁通量的关系1. 磁场磁场是一个矢量场,描述了磁力在空间中的分布。
在磁场中,磁性物质或者带电粒子会受到磁力的作用。
磁场的方向通常由磁场线的分布来表示,磁场线从磁体的北极指向南极。
2. 磁感应强度磁感应强度(又称为磁感应强度或者磁通密度),通常用符号B表示,是一个矢量场,描述了磁场在空间中的强度和方向。
磁感应强度的大小表示单位面积上磁通量的大小,其方向是垂直于磁场线的方向。
3. 磁通量磁通量是磁场穿过某个闭合面的总磁通量,通常用符号Φ表示。
磁通量的单位是韦伯(Wb)。
磁通量是一个标量,但是它也有方向,它的方向由磁场的方向和闭合面的法线方向决定。
磁场、磁感应强度和磁通量之间有密切的关系。
磁感应强度B是磁场在空间中的强度和方向的度量,磁通量Φ是磁场穿过某个闭合面的总磁通量。
它们之间的关系可以用以下公式表示:Φ=B⋅A⋅cos(θ)其中,A是闭合面的面积,θ是磁场线和闭合面法线之间的夹角。
当磁场线垂直于闭合面时,即θ=90°,公式可以简化为:Φ=B⋅A这个公式表明,当磁场线垂直于闭合面时,磁通量Φ与磁感应强度B和闭合面的面积A成正比。
当磁场线不垂直于闭合面时,磁通量Φ会小于磁感应强度B和闭合面的面积A的乘积,因为cos(θ)的值在0°到90°之间。
5. 磁场、磁感应强度和磁通量的实际应用磁场、磁感应强度和磁通量在许多领域都有实际应用,例如:•电磁感应:当导体在磁场中运动或者磁场变化时,会在导体中产生电动势,这是电磁感应现象。
磁感应强度和磁通量的变化是电磁感应中的关键因素。
•电机:电机利用磁场、磁感应强度和磁通量的关系来转换电能和机械能。
例如,交流电机中的旋转磁场和永磁体之间的相互作用产生扭矩,从而驱动电机转动。
•传感器:磁场传感器利用磁场、磁感应强度和磁通量的关系来检测和测量物理量,例如速度、位置、磁场强度等。
6. 结论磁场、磁感应强度和磁通量是磁学中的基本概念,它们之间有密切的关系。
13.2《磁感应强度磁通量》教学设计难点 1 、能运用磁感应强度的定义式进行有关计算;2、会计算磁通量的大小。
教学过程环节教师活动学生活动设计意图导入新课一、学习目标展示1.知道磁感应强度的定义及物理意义。
2.理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位。
3.知道匀强磁场的概念及特点。
4.知道磁通量的概念,会计算磁通量的大小。
二、情景引入巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁,小磁体却只能吸起几枚铁钉。
磁场有强弱之分,那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢?了解本节课学习目标学生观察图片认真思考有目的的学习为引入课题做铺垫讲授新课【自学感知】一、磁感应强度1.电流元:在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫做电流元。
2.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,可认为磁极间的磁场是均匀的。
直导线的方向与磁场的方向(自上而下)垂直.(1)实验原理:有电流通过时,导线将摆动一定角度,通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。
电流的大小用电流表测量。
分别学生阅读课文,认真研究,然后填空,对填不出的空重新把读书自学的机会还给学生。
解析:当磁场与直导线不垂直时有F<BIL,垂直时有F=BIL,选项A对;电流元受到的磁场力与磁场方向垂直,选项B错;磁感应强度B由磁场本身决定,选项C对;小磁针N极的受力方向与小磁针所处位置的磁感应强度方向相同,选项D对。
【例2】(多选)一段直导线长为1 cm,通有5 A的电流,把它置于磁场中的某点时,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B的值可能为()A.1 TB.0.5 TC.2 TD.2.5 T解析:当I与B垂直时,由B=FIL可解得B=2 T,但题中未说明I与B 垂直,故B的值可能大于或等于2 T。
答案:CD探究二:对磁通量的理解1.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)若磁场与平面不垂直,用Φ=BS cos θ计算。
磁通量、磁感应强度与磁场强度1.磁通量定义:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面,磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量,简称磁通。
公式:Φ=BS,适用条件是B与S平面垂直。
如中间图,当S与B的垂面存在夹角θ时,Φ=B·S·COSθ。
单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯Weber,符号是Wb,1Wb=1T*m2;=1V*S,是标量,但有正负,正负仅代表穿向。
意义:磁通量的意义可以用磁感线形象地加以说明.我们知道在同一磁场的图示中,磁感线越密的地方,也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方,磁感应强度B越大。
因此,B越大,S越大,穿过这个面的磁感线净条数就越多,磁通量就越大。
过一个平面若有方向相反的两个磁通量,这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反合磁通抵消以后剩余的磁通量)。
磁通密度是通过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量,它等于该处磁场磁感应强度的大小B。
磁通密度精确地描述了磁力线的疏密。
磁场的高斯定理指出,通过任意闭合曲面的磁通量为零,即它表明磁场是无源的,不存在发出或会聚磁力线的源头或尾闾,亦即不存在孤立的磁单极。
以上公式中的B既可以是电流产生的磁场,也可以是变化电场产生的磁场,或两者之和。
2.磁感应强度定义:磁感应强度(magnetic flux density),描述磁场强弱和方向的基本物理量。
是矢量,常用符号B表示。
磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。
在物理学中磁场的强弱使用磁感强度(也叫磁感应强度)来表示,磁感强度大表示磁感强;磁感强度小,表示磁感弱。
这个物理量之所以叫做磁感应强度,而没有叫做磁场强度,是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个物理量了,区别:磁感应强度是个相互作用力,是两个参考点A与B之间的应力关系,而磁场强度是主体单方的量,不管B方有没有参与,这个量是不变的。
定义方法及公式:电荷在电场中受到的电场力是一定的,方向与该点的电场方向相同或者相反。
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.]。
13.2磁感应强度磁通量同步练习1.关于磁场和磁感线以及磁通量的描述,正确的说法有()A.磁感线是肉眼看不见的曲线,但却客观存在B.穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度一定为零C.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大D.异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,都是通过磁场发生的相互作用2.关于磁感应强度,下列说法中正确的是()A.某点的磁感应强度就是放在该处的一小段通电导线所受磁场力和它的电流与长度的乘积之比B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用时,该处磁感应强度不一定为零C.一小段通电导线在磁场中某处所受磁场力方向就是该处磁感应强度的方向D.磁感应强度方向必垂直于电流方向和通电导线所受磁场力方向3.关于磁感应强度的大小,下列正确的说法是()A.一段通电导线在磁场中某处受的安培力越大,该处的磁感应强度越大B.根据公式B=FIL可知,空间的磁感应强度的大小与通过导体的电流成反比C.磁场中某点的磁感应强度的大小与放入该点的通电导线无关D.通电导体在磁场中受到的安培力为零,磁感应强度一定为零4.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流为I、长度为L、受力为F,则可以用FIL表示磁感应强度B的是()A.①①B.①①C.①①D.①①5.如图所示,匝数为N、半径为r1的圆形线圈内有匀强磁场,匀强磁场在半径为r2的圆形区域内,匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平面。
通过该线圈的磁通量为()A .21B r π B .22B r πC .21NB r πD .22NB r π6.如图示,AB 是水平面上一个圆的直径,在过AB 的竖直平面内有一根通电导线CD ,已知CD ①AB 。
当CD 竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面积的磁通量将( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .始终为0D .不为0但保持不变7.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 .12Φ C .Φ D .2Φ8.如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形闭合线圈abcd ,线圈平面与磁场垂直,O 1O 2是线圈的对称轴,下列线圈的运动能使线圈中的磁通量发生变化的是( )A .向左或向右平动B .向上或向下平动C .绕O 1O 2转动D .平行于纸面向里运动9.如图所示,abcd 为菱形,ac 与bd 为对角线,ac 长是bd 长的两倍,O 为对角线的交点,长直导线M 过aO 的中点垂直于菱形平面,长直导线N 过Oc 中点也垂直于菱形平面,M 、N 中通有方向相反、大小相等的定电流,则( )A .a 、c 两点的磁感应强度相同B .b 、d 两点的磁感应强度大小相等、方向相反C .a 点磁感应强度比O 点磁感应强度大D .b 点磁感应强度比O 点磁感应强度大10.磁感应强度为B 0的匀强磁场垂直于纸面向里,通电直导线位于纸面上,M 、N 是通电直导线两侧关于直导线对称的两点,经测量,N 点的磁感应强度是M 点磁感应强度的3倍,若匀强磁场的磁感应强度大于通电导线在M 、N 两点产生的磁感应强度,则在M 点产生的磁感应强度大小等于( )A .B 0 B .12B 0C 0D 011.如图所示,a 、b 、c 为水平面内的三点,其连线构成一个等边三角形,两根长直导线竖直放置且过a 、b 两点,两导线中分别通有方向相反的电流1I 和2I 。
磁学练习题理解磁通量和磁感应强度的关系磁学练习题:理解磁通量和磁感应强度的关系磁学是自然科学中重要的一部分,涉及到磁场以及与之相关的现象和应用。
在磁学中,磁通量和磁感应强度是两个基本概念,它们之间存在着紧密的关系。
本文将通过磁学练习题的方式来理解磁通量和磁感应强度之间的关系。
题目一:某电磁铁的磁感应强度为0.5特斯拉,其励磁线圈的匝数为2000匝。
求通过该电磁铁上一截面积为5平方厘米的磁通量。
解:根据定义,磁感应强度B的单位是特斯拉(T),磁通量Φ的单位是韦伯(Wb),磁感应强度B与磁通量Φ的关系式为Φ = B·A·cosθ,其中A为通过截面的面积,θ为磁场方向与截面法线的夹角。
已知B = 0.5 T,A = 5 cm^2 = 5 × 10^(-4) m^2,且假设磁场与截面法线垂直(θ = 0°),代入关系式计算得磁通量Φ = 0.5 × 5 × 10^(-4) = 2.5 × 10^(-4) Wb。
题目二:一根平行长导线中电流为3安培,与该导线平行距离为10厘米的一长5厘米的导线,其所受的磁感应强度为2 × 10^(-5)特斯拉。
求导线中的磁通量。
解:根据安培定律,电流I产生的磁感应强度B可以通过等式B = (μ0·I)/(2πd)来计算,其中μ0为真空中的磁导率,约等于4π × 10^(-7) T·m/A,d为距离。
已知I = 3 A,B = 2 × 10^(-5) T,d = 10 cm = 10 × 10^(-2) m。
代入公式计算得μ0·I/(2πd) = (4π × 10^(-7) × 3)/(2π × 10^(-1)) = 6 × 10^(-7) T·m/A。
磁通量Φ的定义为通过一个导线所围成的面积与垂直于面积的磁感应强度B的乘积。