人教版高中物理必修第三册精品课件 第13章 电磁感应与电磁波初步 2 磁感应强度 磁通量.ppt

典例剖析【例2】如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为多少?若使框架绕OO轴转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?若从初始位置转过90°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?若从初始位置转过180°角,则穿过线框平面的磁通量变化为多少?答案：BSBS02BS解析：在图示位置时,磁感线与线框平面垂直,Φ=BS。当框架绕OO‘轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图,如图所示。Φ=BS⊥=BS·cos60°=BS。转过90°时,线框由磁感线垂直穿过变为平行,Φ=0。线框转过180°时,磁感线仍然垂直穿过线框,只不过穿过方向改变了。因而Φ1=BS,Φ2=-BS,ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS。即磁通量变化了2BS。规律总结求ΔΦ的三种方法导致磁通量变化的原因不同,求解磁通量变化量的方法也有差异,常见以下三种情景:(1)磁感应强度B不变,由于有效面积S发生变化导致磁通量变化,这种情况的ΔΦ利用BΔS求解。(2)面积S不变,由于磁感应强度B发生变化导致磁通量变化,这种情况的ΔΦ利用ΔBS求解。(3)磁感应强度B和有效面积S均发生变化,这种情况的ΔΦ=B2S2-B1S1,不能用ΔB·ΔS求解磁通量变化量。学以致用2.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?把线圈以cd为轴顺时针转过120°角,则通过线圈磁通量的变化量为多少?答案：0.12Wb0.36Wb解析：线圈在垂直于磁场方向上的投影面积S⊥=Scos60°=0.4×m2=0.2m2穿过线圈的磁通量Φ1=BS⊥=0.6×0.2Wb=0.12Wb线圈沿顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直。但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反,故此时通过线圈的磁通量Φ2=-BS=-0.6×0.4Wb=-0.24Wb故磁通量的变化量ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|-0.24-0.12|Wb=0.36Wb。三磁场的叠加重难归纳磁场的叠加规律1.磁场是一种特殊的物质,几种磁场可以共同占有同一空间。2.当空间内有几种磁场时,空间中某点的磁感应强度等于每种磁场单独存在时在该点产生的磁感应强度的矢量和。3.根据平行四边形定则或三角形定则,判断或计算磁感应强度的大小与方向。如图甲所示,A为一根通电的长直导线。在导线右侧A与C之间区域磁场的方向和大小怎样?如图乙所示,若在虚线C右侧对称地再放一根与A平行的长直导线B,通以同方向等大电流,则A与C之间区域磁场的方向和大小怎样变化?提示:根据安培定则可知,A与C之间区域的磁场方向为垂直纸面向里;离导线越远的地方磁场越弱。当再放置导线B时,A与C之间区域的磁场为A、B导线电流单独存在时产生的磁场的矢量和,遵循矢量合成的平行四边形定则。根据安培定则可知,B导线在A与C之间区域产生的磁场方向为垂直纸面向外,在A与C之间区域内的同一点,A导线的磁场强,因此,A与C之间区域的磁场方向仍为垂直纸面向里,大小比放导线B前小了,离导线A越远,磁场越弱。典例剖析【例3】如图所示,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是()?A.a点 B.b点 C.c点 D.d点思路引领:先根据安培定则判断两长直导线中的电流在各点的磁感应强度的方向;再由矢量合成的方法判断合磁场的磁感应强度。答案:C解析:两电流在该点的合磁感应强度为0,说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系。根据安培定则可知,在两电流的同侧磁感应强度方向相反,选项B错误。又I1I2,故该点距I1远,距I2近,应为c点,选项A错误,C正确。I1(或I2)在d点产生的磁感应强度B1(或B2)的方向与d和导线的连线垂直,如图所示,合磁感应强度不为0,选项D错误。规律方法磁场叠加问题的解题思路(1)应用安培定则判断各电流在某点分别产生的磁场的磁感应强度的方向(过该点磁感线的切线方向,即与点和导线的连线垂直)。

(2)根据平行四边形定则,利用合成法或正交分解法进行合成,求得合磁感应强度。学以致用3.(2021·全国甲)两足够长的直导线均折成直角,按图示方式放置在同一平面内,EO与OQ在一条直线上,PO与OF在一条直线上,两导线相互绝缘,通有相等的电流I,电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时,所