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13.2.2 磁感应强度 磁通量
比较穿过截面S1与S2磁感线的多少
定义:
穿过一个面的磁感线的多少称为磁通量
比较穿过截面S1与S2磁感线的多少
1、磁通量:反映穿过某一面积磁感线的条数。
2、定义:我们将匀强磁场的磁感应强度B与垂直磁场的面积S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量,简称磁通,用φ表示。
3、表达式:φ=BS
4、单位:韦伯(Wb) 1Wb=1T·m2
5、适用条件:(1)匀强磁场;
(2)平面与磁场方向垂直
6、变形式:B=Φ/S,B又叫磁通密度,单位:Wb/m2
若平面与磁场方向不垂直,则S为
平面在垂直于磁场方向的投影面积S′
θ
注意:①表达式:φ=BS中S指垂直于磁场方向的有效面积
例·如图,半径为R的圆形单匝线圈,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )
A.πBR2 B.πBr2
C.nπBR2 D.nπBr2
例·如图匀强磁场的磁感应强度为B,abcd面的面积为S,此时B垂直于abcd面,求该面绕dc边转动900、1800和3600时穿过该面的磁通量各是多少?
注意:②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,从另一面穿入时即为负值。
S
B1
B2
S
B3
B1
φA=φ1+φ2=B1S+B2S
φB=φ1-φ3=B1S-B3S
注意:③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。
例·如图所示,在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环,穿过A环的磁通量 ΦA 与穿过B环的磁通量 ΦB 相比较,则( )
A.Фa>Фb
B.Фa<Фb
C.Фa=Фb
D.无法比较
A
B
N
S
注意:④磁通量的变化: ΔΦ = Φ2 – Φ1
磁感应强度 B 不变,有效面积 S 变化,则
ΔΦ = Φ2–Φ1 = BS2–BS1 =B · ΔS.
磁感应强度 B 变化,有效面积 S 不变,则
ΔΦ = Φ2 – Φ1 = B2 S– B1 S= ΔB · S.
磁感应强度 B 和有效面积 S 同时发生变化,则 ΔΦ = Φ2 – Φ1 ≠ ΔB · ΔS .
例·如图匀强磁场的磁感应强度为B,abcd面的面积为S,此时B垂直于abcd面,求该面绕dc边转动900、1800和3600时穿过该面的磁通量的变化量各是多少?
定义:
穿过一个面的磁感线的多少称为磁通量
注意:⑤磁通量与线圈匝数无关
【课堂小结】
例1关于磁通量的下列说法,正确的是 ( )
A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量
B.某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数
C.在磁场中所取的面积越大,该面上磁通量越大
D.穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零
例2磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量。如图所示,通有恒定电流的导线 MN 与闭合线框共面,第一次将线框由1平移到 2。第二次将线框绕 cd 边翻转到 2,设先后两次通过线框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔФ2 ,则( )
A. ΔФ1 > ΔФ
B. ΔФ1 =ΔФ
ΔФ1 < ΔФ
D. 无法确定
例3如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶4 D.4∶1