课件12张PPT。第2节 电磁感应现象及其应用 一、磁通量
【思考】
穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零吗?
提示:不一定,磁通量的大小还和平面的放置方式有关。1.定义:把磁感应强度B与面积S的_____,称为穿过这个
平面的磁通量,用Φ表示。
2.磁通量的计算:如果面积S与磁场垂直,Φ=___,单位
韦伯,符号Wb。如果面积S与磁场不垂直,设S与垂直于B
的平面间的夹角为α,则磁通量为Φ=________。乘积BSBScosα3.磁通密度:磁感应强度又称_________, ,其中Sn
为垂直于磁场方向的面积,表示磁感应强度等于穿过垂
直磁感线的单位面积的_______。磁通密度磁通量4.下列关于磁通量的说法正确的是_____
①穿过某一平面的磁感线的条数越多,则穿过该面的磁
通量越大。
②由公式Φ=BS可知,在匀强磁场中,平面面积越大,磁
通量越大。
③磁通量有正、负之分,所以它是矢量。
④磁通量越大,磁感应强度不一定越大。①④二、电磁感应现象
【思考】
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,回路中产生感应电流,这时穿过闭合回路的磁通量是否一定发生了变化?
提示:只要有感应电流产生,穿过闭合回路的磁通量一定发生变化。1.导体在磁场中产生电流
如图所示,当导体AB切割_______运动时,闭合回路中有
电流产生。磁感线2.条形磁铁插入或拔出螺线管产生电流
如图所示,在条形磁铁插入或_____螺线管的瞬间,电流
表的指针发生了_____,条形磁铁在螺线管中保持不动
时,电流表的指针___________。拔出偏转不发生偏转3.磁场和导体无相对运动产生电流
如图所示,当开关___________,滑动变阻器的触头
_____时,闭合回路中有电流产生。闭合、断开移动4.产生感应电流的条件
只要穿过闭合回路中的_______发生变化,闭合回路中
就产生电流。
5.电磁感应
闭合回路中磁通量变化而产生电流的现象,称为
_________,所产生的电流称为_________。磁通量电磁感应感应电流三、电磁感应的应用
1.电磁感应现象的发现,进一步推动了电磁技术的发展,
引领人类进入了_____时代。
2.电磁感应应用在计算机磁盘与记录、_________、动
圈式话筒等。电气无线充电温馨提示：
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关键能力·素养形成
一 磁通量的性质和计算
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)在匀强磁场B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,则穿过该平面的磁通量Φ=Φ1-Φ2。
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。
【思考·讨论】
能否说磁通密度就是该处的磁感应强度? (物理观念)
提示:能。由Φ=BSn知B=,即磁感应强度等于穿过垂直磁感线的单位面积的磁通量,就是磁通密度。
考查角度1磁通量的含义
典例示范(多选)下列关于磁通量的说法中正确的是 ( )
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表示穿过此面积的磁感线的条数
C.在磁场中所取的面积越大,该面上的磁通量越大
D.穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零
【解析】选B、D。磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积,即Φ=BS,亦表示穿过磁场中某面积的磁感线的条数,Φ只有大小,没有方向,是标量,A错误,B正确;磁通量Φ的大小由B、S共同决定,所以面积大,Φ不一定大,C错误;由于磁感线是闭合曲线,所以只要有磁感线穿入封闭曲面,如一个球面,则该磁感线必然从该曲面穿出,D正确。
考查角度2磁通量的计算
典例示范如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B0=0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1.0cm,现在在纸面内先后放上圆线圈A、B、C,圆心均在O处,A线圈半径为1.0cm,10匝;B线圈半径为2.0cm,1匝;C线圈半径为0.5cm,1匝。问:(取π=3.14,=1.732)
(1)在B0减为0.4T的过程中,A和B中磁通量各改变多少?
(2)在磁场方向转过30°角的过程中,C中的磁通量改变多少?(计算结果保留两位有效数字)
【解题探究】
(1)磁通量的计算公式Φ=BS。
(2)磁通量变化的计算公式ΔΦ=Φ2-Φ1
【解析】(1)A线圈半径为1.0cm,正好和圆形磁场区域的半径相等,而B线圈半径为2.0cm,大于圆形磁场区域的半径,故穿过A、B线圈的磁感线的条数相等。
设圆形磁场区域的半径为R,对线圈A、B,磁通量的改变量ΔΦA=ΔΦB=
|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10-2)2Wb=1.256×10-4Wb。
(2)题图中线圈平面与磁场方向垂直,即磁场方向与线圈平面之间夹角为
θ1=90°,当磁场方向转过30°角时,磁场方向与线圈平面之间的夹角为
θ2=60°。
对线圈C:
Φ′1=B0πr2sinθ1,Φ′2=B0πr2sinθ2
磁通量的改变量
ΔΦ=|Φ′2-Φ′1|
=B0πr2(sin90°-sin60°)
=0.8×3.14×(5×10-3)2×(1-0.866)Wb
=8.4×10-6Wb。
答案:(1)1.256×10-4Wb (2)8.4×10-6Wb
【规律方法】磁通量Φ=BS的计算技巧
(1)S是指闭合回路中的有效面积。如图所示,若闭合回路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,则穿过S1和S2的磁通量是相同的,因此,Φ=BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。
(2)磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响,同理,磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1也不受线圈匝数的影响,所以,直接用公式时,不必考虑线圈匝数n。
【素养训练】
1.如图所示,闭合线圈M固定。条形磁铁S极向下以初速度v0沿过线圈圆心的竖直线下落过程中,以下说法不正确的是 ( )
A.穿过线圈的磁通量发生变化
B.磁铁位于图示位置2时,穿过线圈的磁通量最大
C.穿过线圈的磁通量先增多后减少
D.磁铁位于图示位置1和位置3时穿过线圈的磁场方向相反
【解析】选D。当条形磁铁恰好位于位置2时,穿过线圈M的合磁通量向上且最大,因此全过程中穿过线圈M的磁通量,先增后减,选项A、B、C均正确;当磁铁在位置1时,穿过线圈的磁场方向向上,当磁铁位于位置3时,穿过线圈的磁场方向也向上,故D错误。
2.面积为500cm2的线圈共50匝,其平面与大小为0.4T的匀强磁场成30°角,如图所示,穿过该线圈平面的磁通量大小为__________。若夹角θ从30°变成60°,则其磁通量的变化量为__________。当线圈平面与磁感应强度B成0°夹角时,穿过线圈的磁通量为________,此情况下磁通密度大小是________。
【解析】由题意可知面积在垂直于磁场方向上的投影为Ssinθ。所以穿过该线圈平面的磁通量大小为Φ=BSsinθ=0.4×500×10-4×0.5Wb=1×10-2Wb。
当夹角θ变成60°时,磁通量Φ′=BSsinθ=0.4×500×10-4×Wb
=1.73×10-2Wb。
所以磁通量的变化量ΔΦ=Φ′-Φ=7.3×10-3Wb。
当线圈平面与磁感应强度B成0°角时,S在垂直B方向上的投影为0,所以磁通量为0。无论线圈如何变化,磁场的强弱不变,所以磁通密度即单位面积上穿过的磁感线的条数不变,磁感应强度不变,为0.4T。
答案:1×10-2Wb 7.3×10-3Wb 0 0.4T
【补偿训练】
1.条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图所示,若圆环为弹性环,其形状由Ⅰ扩大到Ⅱ,那么圆环内磁通量的变化情况
是 ( )
A.磁通量增大 B.磁通量减小
C.磁通量不变 D.条件不足,无法确定
【解析】选B。磁铁内部磁感线从S极到N极,方向向上;磁铁外部磁感线从N极到S极,方向向下。Ⅰ、Ⅱ两种形状时,在磁场内部由S极到N极向上穿过圆环的磁感线的条数相同,不论圆环处在Ⅰ形状还是Ⅱ形状,向上穿过圆环的磁感线条数总是多于向下穿过圆环的磁感线条数;由于圆环在Ⅱ时,面积大于在Ⅰ时的面积,因此在Ⅱ时由磁铁N极到S极向下穿过圆环的磁感线条数大于在Ⅰ时的条数,可知圆环由Ⅰ扩大到Ⅱ时合磁通量减小,正确选项为B。
2.有一U形曲面,其尺寸如图所示,U形曲面开口竖直向上,现将U形曲面放入磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中。
(1)当磁场方向竖直向下时,穿过该曲面的磁通量是多少?
(2)当磁场方向水平向右时,穿过该曲面的磁通量是多少?
【解析】(1)当磁场方向竖直向下时,曲面在垂直磁场方向的投影面积为
S1=0.1×0.1m2=0.01m2
此时穿过曲面的磁通量为
Φ1=BS1=2×0.01Wb=0.02Wb。
(2)当磁场方向水平向右时,曲面在垂直磁场方向的投影面积为
S2=0.1×0.2m2=0.02m2
若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值,则穿过曲面左半部分的磁通量为
Φ′2=BS2=2×0.02Wb=0.04Wb
穿过曲面右半部分的磁通量为
Φ″2=-BS2=-0.04Wb
穿过整个曲面的磁通量为Φ2=Φ′2+Φ″2=0。
答案:(1)0.02Wb (2)0
二 产生感应电流的条件
1.由于磁场变化而引起闭合电路的磁通量的变化
(1)由于磁场和闭合回路的相对运动改变磁场,如图甲所示,当磁铁向下移动时,通过线圈的磁通量增加。
(2)由于电流改变而改变磁场,如图乙所示,当直线电流I增大时,线圈abcd中的磁通量增加。
2.磁场不变,由于处在磁场中的闭合电路的面积S发生变化而引起磁通量的变化
(1)闭合回路与磁场的夹角保持不变,改变闭合回路的面积,如图甲所示。用力将闭合金属弹簧圈拉大的过程,线圈磁通量减小。
(2)闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动而使闭合回路磁通量改变,如图乙所示。当导体棒ab向右运动时,闭合回路的磁通量减小。
(3)由于闭合回路和磁场的夹角改变从而改变有效面积,如图丙所示,线框abcd绕OO′轴转动。
(4)由于磁场和处在磁场中闭合回路面积都发生变化时,引起穿过闭合回路的磁通量发生变化。
【思考·讨论】
只要磁通量变化就有感应电流产生吗? (科学思维)
提示:不一定,要产生感应电流需具备两个条件:
①闭合回路 ②磁通量发生变化
如果电路不闭合,即使磁通量发生变化也不会产生感应电流。
【典例示范】
如图所示,线圈两端接在电流计上组成闭合电路。在下列情况中,电流计指针不发生偏转的是 ( )
A.线圈不动,磁铁插入线圈
B.线圈不动,磁铁从线圈中拨出
C.磁铁不动,线圈上、下移动
D.磁铁插在线圈内不动
【解析】选D。产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,线圈和电流计已经组成闭合回路,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就产生感应电流,电流计指针就偏转。在选项A、B、C三种情况下,线圈和磁铁发生相对运动,穿过线圈的磁通量发生变化,产生感应电流;而当磁铁插在线圈中不动时,线圈中虽然有磁通量,但磁通量不变化,不产生感应电流。
【规律方法】判断有无感应电流的基本步骤
(1)明确所研究的电路是否为闭合电路。
(2)分析最初状态穿过电路的磁通量情况。
(3)根据相关量变化的情况分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。常见的情况有以下几种:
①磁感应强度B不变,线圈面积S发生变化,例如闭合电路的一部分导体切割磁感线时。
②线圈面积S不变,磁感应强度B发生变化,例如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生而螺线管中的电流变化时。
③磁感应强度B和线圈面积S同时发生变化,此时可由ΔΦ=Φ1-Φ0计算并判断磁通量是否发生变化。
④线圈面积S不变,磁感应强度B也不变,但二者之间的夹角发生变化,例如线圈在磁场中转动时。
【素养训练】
1.如图所示,竖直放置的长直导线通过恒定电流,有一个矩形线框与导线在同一平面,在下列情况中线框不能产生感应电流的是 ( )
A.导线中电流变大
B.线框向右平动
C.线框以ad边为轴转动
D.线框以直导线为轴转动
【解析】选D。电流变大引起导线周围的磁场增强,穿过线框的磁通量增加,A不符合题意;离导线越远,磁感线分布越稀疏,穿过线框的磁通量越小,B不符合题意;线框绕ad边转动时,矩形线框的磁通量发生变化,C不符合题意;线框以直导线为轴转动,穿过线框的磁感线条数不变,因而穿过线框的磁通量不变,D符合题意。
2.(多选)如图所示,线框abcd从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法中正确的
是 ( )
A.进入匀强磁场区域的过程中,abcd中有感应电流
B.在匀强磁场中加速运动时,abcd中有感应电流
C.在匀强磁场中匀速运动时,abcd中没有感应电流
D.离开匀强磁场区域的过程中,abcd中没有感应电流
【解析】选A、C。在有界的匀强磁场中,常常需要考虑线框进场、出场和在场中运动的情况,abcd在匀强磁场中无论匀速还是加速运动,穿过abcd的磁通量都没有发生变化。则A、C正确,B、D错误。
【补偿训练】
1.如图所示,各导体框在匀强磁场中运动方向图中已标出,能产生感应电流的
是 ( )
【解析】选D。A图中,回路不闭合,回路中无感应电流。B、C中虽有切割且回路闭合,但磁通量不发生变化,回路中无感应电流。则D正确,A、B、C错误。
2.如图所示,条形磁铁的上方放置一矩形线框,线框平面水平且和条形磁铁平行,则线框在由磁铁N极匀速平移到磁铁S极的过程中 ( )
A.线框中始终无感应电流
B.线框中始终有感应电流
C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流,以后又有了感应电流
D.开始无电流,当运动到磁铁中部的上方时有感应电流,后来又没有电流
【解析】选B。线框移动过程中,穿过线框的磁通量先减小后增大,即穿过线框的磁通量始终是变化的,故线框始终有感应电流,则B正确,A、C、D错误。
【拓展例题】考查内容:磁与现代科技
【典例】磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具,是高新技术的产物。
(1)上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。轨道线圈下端是N极,要使列车悬浮起来,车身线圈的上端是________(选填“N”或“S”)极。
(2)图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图,A是磁性稳定的电磁铁,安装在铁轨上,B是安装在车身上(紧靠铁轨上方)的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示,通电螺线管的上端是________(选填“N”或“S”)极,螺线管B与电磁铁A之间相互________(选填“排斥”或“吸引”),从而使列车悬浮在铁轨上方。
【解析】(1)根据磁极间相互作用规律可知车身线圈的上端是S极。
(2)根据安培定则可判断通电螺线管的上端是N极,要使列车悬浮在铁轨上方,螺线管B与电磁铁A之间要相互排斥。
答案:(1)S (2)N 排斥
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课堂检测·素养达标
1.如图所示,下列各种情况中,穿过回路的磁通量增大的有 ( )
A.图甲所示,在匀强磁场中,先把由弹簧状导线组成回路撑开,而后放手,到恢复原状的过程中
B.图乙所示,裸铜线ab在裸金属导轨上向右匀速运动过程中
C.图丙所示,条形磁铁拔出线圈的过程中
D.图丁所示,闭合线框远离与它在同一平面内通电直导线的过程中
【解析】选B。由Φ=BS得,题图甲穿过回路的磁通量随闭合回路面积的减小而减小;题图乙穿过回路的磁通量随闭合回路面积的增大而增加;题图丙穿过线圈的磁通量随磁极的远离而减小;题图丁离通电直导线越远,磁场越弱,穿过线框的磁通量越小,故选项B正确。
【补偿训练】
下列关于磁通量的说法正确的是 ( )
A.磁通量不仅有大小,而且有正负,所以磁通量是矢量
B.磁通量大的地方,磁场一定强
C.穿过某面的磁感线条数越多,磁通密度越大
D.某面的面积发生变化,磁通量可能不变
【解析】选D。磁通量虽然有正负,但正负不表示方向,其运算不符合平行四边形定则,故磁通量是标量,A错误;穿过某面的磁感线条数越多,磁通量越大,但磁通量与磁感应强度、面积和磁场与面的夹角都有关系,所以磁场不一定越强,磁通密度不一定越大,B、C错误;面积发生变化,若磁感应强度和磁场与面的夹角也发生变化,磁通量可能不变,D正确。
2.如图所示,一矩形线框,从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量的变化情况,下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )
A.一直增加
B.一直减少
C.先增加后减少
D.先增加,再减少直到零,然后再增加,最后减少
【解析】选D。bc边移到导线位置之前磁通量垂直纸面向外增加,之后磁通量减少到0,这时导线位于线框中间位置,再向右移时磁通量垂直纸面向里又增加,直到ad边与导线重合,再往右移磁通量最后又减少。
3.如图中能产生感应电流的是 ( )
【解析】选B。根据产生感应电流的条件:A中,电路没闭合,无感应电流;B中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D中,磁通量不发生变化,无感应电流。
4.如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6T,则穿过线圈的磁通量Φ为多少?
【解析】方法一:把S投影到与B垂直的方向,则Φ=B·Scosθ=0.6×0.4×cos60°Wb
=0.12Wb。
方法二:把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥,B∥不穿过线圈,且B⊥=Bcosθ,则Φ=B⊥S=Bcosθ·S=0.6×cos60°×0.4Wb=0.12Wb。
答案:0.12Wb
情境:如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。
问题:
在下列几种情况下,线框中是否产生感应电流?
(1)保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中上下运动(图甲)。
(2)保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中左右运动(图乙)。
(3)线框绕轴线AB转动(图丙)。
【解析】(1)图甲中,线框在磁场中上下运动的过程中,穿过线框的磁通量没有发生变化,所以无感应电流产生。
(2)图乙中,线框在磁场中左右运动的过程中,尽管切割磁感线,但是穿过线框的磁通量没发生变化,所以无感应电流产生。
(3)图丙中,线框绕AB转动,会使穿过线框的磁通量发生改变,有感应电流产生。
答案:见解析
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课时素养评价 十八
电磁感应现象及其应用
(15分钟·30分)
一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)
1.将面积为0.5 m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×102 T的匀强磁场中,线圈平面垂直于磁场方向,如图所示,那么穿过这个线圈的磁通量为( )
A.1.0×102 Wb B.1.0 Wb
C.5×103 Wb D.5×102 Wb
【解析】选A。线圈平面垂直于磁场方向,由磁通量公式得:Φ=BS=2.0×102×
0.5 Wb=1.0×102 Wb,穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关,故A对,B、C、D错。
2.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(环面与导线垂直,长直导线通过环的中心),当发生以下变化时,肯定能产生感应电流的是 ( )
A.保持电流不变,使导线环上下移动
B.保持导线环不变,使长直导线中的电流增大或减小
C.保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动
D.保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动
【解析】选C。产生感应电流的条件是磁通量发生改变,题图所示位置环中没有磁通量,A、B、D没有使磁通量发生改变,所以都错。只有C在转动中使得环中磁通量发生改变,则C正确。
3.金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是( )
【解析】选A。在选项B、C中,线圈中的磁通量始终为零,不产生感应电流;选项D中磁通量始终最大,保持不变,不发生变化,也没有感应电流;选项A中,在线圈转动过程中,磁通量做周期性变化,产生感应电流,故A正确。
4.如图所示,虚线框内有匀强磁场,a、b为垂直磁场放置的两个圆环,分别用Φa和Φb表示穿过两个圆环的磁通量,则下列表述正确的是 ( )
A.Φa>Φb B.Φa=Φb
C.Φa<Φb D.无法确定
【解析】选B。本题利用公式Φ=BS进行计算,在计算时注意S为垂直磁场方向所围磁场的有效面积,不一定是线圈的面积,同时注意磁通量与线圈的匝数无关。由于磁场在圆环a、b中的面积相等,所以穿过两个圆环的磁通量是相等的,即Φa=Φb,则B正确,A、C、D错误。
【补偿训练】
如图所示是等腰直角三棱柱,其中侧面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中不正确的是( )
A.通过abcd平面的磁通量大小为L2·B
B.通过cdEF平面的磁通量大小为L2·B
C.通过abFE平面的磁通量大小为零
D.通过整个三棱柱的磁通量为零
【解析】选A。根据Φ=B·S⊥,因此通过abcd平面的磁通量Φ=BL2cos45°=BL2,A错误;平面cdEF⊥B,而dc=L,cF=Lcos45°=L,所以cdEF的面积S=dc·cF=L2,因而Φ=B·S=BL2,B正确;平面abFE在B的垂直方向上的投影面积为零,所以穿过的磁通量为零,C正确;磁通量是标量,但有正负,若规定磁感线从外表面穿入三棱柱的磁通量为正,那么磁感线由三棱柱内表面穿出时的磁通量为负,而穿入三棱柱的磁感线总与穿出的磁感线相等,因此穿过整个三棱柱的磁通量为零,D正确。
二、计算题(共10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
5.地球上某处地磁场的磁感应强度B的水平分量Bx=0.18×10-4 T,竖直分量By=0.54×10-4 T。求:
(1)地磁场B的大小;
(2)在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ。
【解析】(1)根据平行四边形定则,得
B==×10-4 T≈0.57×10-4 T。
(2)磁通量Φ=By·S=0.54×10-4×2.0 Wb=1.08×10-4 Wb。
答案:(1)0.57×10-4 T (2)1.08×10-4 Wb
【补偿训练】
有一根粗细均匀的软铁棒,其横截面积为8 cm2,将绝缘导线绕在软铁棒上,当导线中通有电流时,软铁棒中部穿过0.5 cm2的横截面积的磁通量为5.5×10-5 Wb。求:
(1)软铁棒中的磁感应强度的大小。
(2)穿过此软铁棒横截面积的磁通量是多少?
【解析】(1)软铁棒中的磁感应强度
B== T=1.1 T。
(2)穿过此软铁棒横截面积的磁通量为
Φ′=BS′=1.1×8×10-4 Wb=8.8×10-4 Wb。
答案:(1)1.1 T (2)8.8×10-4 Wb
(10分钟·20分)
6.(6分)(多选)如图所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果可能实现的是( )
A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转
B.S1、S2闭合后,再断开S2的瞬间,电流计指针偏转
C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转
D.S1、S2闭合后,再断开S1的瞬间,电流计指针偏转
【解析】选A、D。S2闭合时,构成闭合回路,再闭合或断开S1的瞬间,通过A的电流变化,导致穿过线圈B的磁通量发生变化,从而产生感应电流,则指针偏转,故A、D正确;若S1保持闭合状态,则通过A的电流不变,通过线圈B的磁通量不变,无论S2闭合或打开都不会有感应电流产生,B、C错误。
7.(14分)如图所示,在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中,过原点再作一个z轴,就构成了空间直角坐标系。匀强磁场的磁感应强度B=0.2 T,方向沿x轴的正方向,且ab=dc=0.4 m,bc=ef=ad=0.3 m,be=cf=0.3 m。通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少?
【解析】磁场方向沿x轴正方向,求磁通量时,应将各面投影到与磁场垂直的方向上,则S1、S2、S3三个面的有效面积为:
S1′=ab·bc=0.4×0.3 m2=0.12 m2,
S2′=0,S3′=S1′=0.12 m2
故通过各面的磁通量分别为:
Φ1=S1′·B=0.12 m2×0.2 T=0.024 Wb
Φ2=S2′·B=0
Φ3=Φ1=0.024 Wb。
答案:0.024 Wb 0 0.024 Wb
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