选修3-2第1章1-1磁生电的探索摘要.ppt

(3)即使是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，也不能保证一定存在感应电流， 由以上讨论可知，导体切割磁感线不是导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还得要看穿过闭合回路的磁通量是否发生变化． 【典例1】 如图1－1－9所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框abcd由实线位置在水平面内向右平动逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？ 答案　线框的水平平动，可分为三个阶段．第一阶段，从实线位置开始至bc边到达直导线位置，穿过线框的磁通量逐渐增大．第二阶段，从bc边抵达直导线处开始至ad边到达直导线为止，由于向外的磁感线逐渐减少，向内的磁感线逐渐增多，所以穿过线框的总磁通量先减少(当ab、dc两边中点连线与直导线重合时，磁通量为零)后增大．第三阶段，从ad边离开直导线向右运动开始至线框抵达虚线位置为止，穿过线框的磁通量逐渐减少． 借题发挥　(1)有相反方向的磁场穿过某一面的磁通量的判断：首先弄清哪个方向的磁通量大，再看它们各自的变化，进而判断总磁通量的变化． (2)利用磁感线的净条数判断磁通量的增、减变化．判断磁通量的变化更加直观． 【变式1】 如图1－1－10所示，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ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，ef中的电流I产生的磁场穿过圆面积的磁通量将(　　)． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．始终为零 D．不为零，但保持不变 答案　C 【典例2】 如图1－1－11所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，则在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？ 答案　5.5×10－3 Wb 借题发挥　磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路中包含磁场的那部分的有效面积；(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，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必去考虑线圈匝数n. 【变式2】 边长L＝10 cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角θ＝30°，如图1－1－12所示，磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋3t)T，则第3 s内穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为多少？ 解析　闭合电路的面积S不变，B变化，只要求出第3 s始末的磁通量之差，即可求出ΔΦ. 第3 s内就是从2 s末到3 s末，由于2 s末的磁感应强度为B1＝(2＋3×2) T＝8 T,3 s末的磁感应强度为B2＝(2＋3×3) T＝11 T. 根据公式ΔΦ＝ΔBSsin θ＝(11－8)×0.12×sin 30° Wb＝1.5×10－2Wb. 答案　1.5×10－2 Wb 【典例3】 (湛江高二检测)如图1－1－13所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同的中心轴线OO′，关于线圈中产生感应电流的下列说法中，正确的是(　　)． A．当磁铁向纸面外平移时，线圈中产生感应电流 B．当磁铁向上平移时，线圈中产生感应电流 C．当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流 D．当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕OO′轴转动时，线圈中产生感应电流 答案　D 借题发挥　本题应充分利用磁感线的条数与磁通量的关系，根据穿过线圈的磁感线的净条数，判断磁通量是否变化，进 而判断是否产生感应电流，在涉及磁铁磁场时，应把握几点： (1)要明确条形磁铁产生磁场的磁感线分布特点． (2)穿过线圈的磁通量也包括磁铁内部的磁感线． 【变式3】 (台州高二检测)如图1－1－14所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是(　　)． A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动 C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动 答案　C 磁通量的变化定性分析 1．如图1－1－15所示，是用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合，下列组合中，切断直导线中的电流时，穿过闭合回路中磁通量变化的是(图①②③中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图④中直导线与圆形线圈平面垂直，并与其中心轴重合)(　　)． A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 答案　B 2.如图1－1－16所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，则(　　)