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1、2022年高三物理考前贏分30天 第24天
1.磁通量
(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫穿過這個(gè)面積的磁通量,ф=BS.單位:韋伯,符號:Wb。
注:如果面積S與B不垂直,如圖所示,應(yīng)以B乘以在垂直磁場方向上的投影面積S,即 ф=BS’=BScosα
(2)物理意義:穿過某一面積的磁感線條數(shù).
(3)標(biāo)量,但有正負(fù)之分,表示磁感線從正面還是背面穿過某個(gè)面。
(4)磁通密度:垂直穿過單位面積的磁感線條數(shù)。即磁感強(qiáng)度大小B=ф/S。
2.磁通量的變化:磁通量有正負(fù)之分。若規(guī)定從某一方向穿過平面的磁通量為正,則反向穿過的磁通量為負(fù),求合磁通
2、量時(shí)應(yīng)注意相反方向抵消后所剩余的凈磁通量。
(1)磁通量的變化:ΔΦ=Φ2-Φ1 。
(2)在勻強(qiáng)磁場中,磁通量Φ=B?S?sinθ(θ是B與S的夾角),磁通量的變化有多種形式,主要有:
(Ι)S、θ不變,B改變,這時(shí)ΔΦ=ΔB?Ssinθ
(ΙΙ)B、θ不變,S改變,這時(shí)ΔΦ=ΔS?Bsinθ
(ΙΙΙ)B、S不變,θ改變,這時(shí)ΔΦ=BS(sinθ2-sinθ1)
當(dāng)B、S、θ中有兩個(gè)或三個(gè)一起變化時(shí),就要分別計(jì)算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
(3)在非勻強(qiáng)磁場中,磁通量變化比較復(fù)雜。有幾種情況需要特別注意:
(Ι)如圖所示,矩形線圈沿a →b →c在條形磁鐵附近移動(dòng), 穿
3、過上邊線圈的磁通量由方向向上減小到零,再變?yōu)榉较蛳蛳略龃?;右邊線圈的磁通量由方向向下減小到零,再變?yōu)榉较蛳蛏显龃蟆?
a
b
c
a
c
b
M
N
S
(ΙΙ)如圖所示,環(huán)形導(dǎo)線a中有順時(shí)針方向的電流,a環(huán)外有兩個(gè)同心導(dǎo)線圈b、c,與環(huán)形導(dǎo)線a在同一平面內(nèi)。當(dāng)a中的電流增大時(shí),b、c線圈所圍面積內(nèi)的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以總磁通量向里,a中的電流增大時(shí),總磁通量也向里增大。由于穿過b線圈向外的磁通量比穿過a
b
c
c線圈的少,所以穿過b線圈的磁通量更大,變化也更大。
3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象
4.感應(yīng)電流方向的判定——楞次定律
⑴內(nèi)
4、容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
⑵理解:如果穿過所研究的閉合電路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反;如果穿過所研究電路的磁場量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場方同相同,可簡記為“增反減同”。定律中的“阻礙”不僅有“反抗”的意思,還有“補(bǔ)償”的含義。
楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反映。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能是由其他形式的能量轉(zhuǎn)化而來的,如機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能等。在這種轉(zhuǎn)化中也必須遵循能量守恒定律。
⑶楞次定律適用范圍:一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
⑷運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟:
(Ι)明確穿過所研究的閉合電路原磁場的方
5、向及其分布情況;(誰產(chǎn)生,方向怎樣)
(ΙΙ)分析穿過該閉合電路的磁通量是增加還是減少;(是增加還是減少)
(ΙΙΙ)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向;(增反減同)
(ΙV)由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向,再利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向。(標(biāo)明結(jié)果)
(3)楞次定律的等效表述:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的那個(gè)原因:
(Ι)阻礙原磁通量的變化;
(ΙΙ)阻礙導(dǎo)體相對運(yùn)動(dòng),可以理解為“來斥去吸”或“來拒去留”
(ΙΙΙ)阻礙原電流的變化(自感)。
4.感應(yīng)電流方向的判定——右手定則
⑴適用范圍:閉合電路部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。
⑵內(nèi)容:伸開右手,讓大拇指跟其余四指
6、垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線從手心垂直進(jìn)入,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中判斷電勢高低時(shí)必須把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體(或線圈)看成電源,且注意在電源的內(nèi)部感應(yīng)電流從電勢低處向電勢高處流動(dòng),在電源的外部感應(yīng)電流從電勢高處向低處流動(dòng)。如果電路斷路,無感應(yīng)電流時(shí),可假設(shè)電路閉合,先確定感應(yīng)電流方向,再確定電勢的高低。
5. 自感現(xiàn)象:
(1) 自感現(xiàn)象:當(dāng)導(dǎo)體中電流發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)體自身產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(2)自感系數(shù)L:由線圈本身決定,線圈直徑越大、長度越長、單位長度匝數(shù)越多,自感系數(shù)就越大;若線圈中有鐵心,自感系數(shù)會(huì)更大。
7、
(3)自感電動(dòng)勢的作用:總是阻礙原電流的變化,即總是起著推遲電流變化的作用。
補(bǔ)差糾錯(cuò)
(xx全國1理綜)矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直。規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向,下列i-t圖中正確的是:
●常見錯(cuò)解:B
●正確答案:D
●避錯(cuò)策略:注意分清左手定則和右手定則,能結(jié)合安培定則仔細(xì)分析題目。
解題規(guī)范
在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B = 0.2T的勻強(qiáng)磁場中,有一面積為S = 30cm2的矩形線框,線框平面與磁場方向垂直,這時(shí)穿過線框的磁通量?若從圖所示位置開始繞垂直于磁場
8、方向的OO′軸轉(zhuǎn)過600角,這時(shí)穿過線框平面的磁通量?從圖示位置開始,在轉(zhuǎn)過1800角的過程中,穿過線框平面的磁通量的變化?
考前贏分第24天 愛練才會(huì)贏
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x0
B
FN
F
mg
α
α
O
a
b
O'
1.圖中為一“濾速器”裝置示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板,一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子,可在a、b間加上電壓,并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場,使所選 電子仍能夠沿水平直線OO'運(yùn)動(dòng),由O'射出。不計(jì)重力作用。能達(dá)到上述目
9、的的辦法是
A.使a板電勢高于b板,磁場方向垂直紙面向里
B.使a板電勢低于b板,磁場方向垂直紙面向里
C.使a板電勢高于b板,磁場方向垂直紙面向外
D.使a板電勢低于b板,磁場方向垂直紙面向外
當(dāng)天鞏固
2.一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿,桿指向地心.若僅考慮地磁場的影響,則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空
A.由東向西水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢的方向一定由上向下
B.由西向東水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢的方向一定由上向下
C.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢的方向一定由下向上
D.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí),金屬桿中一定沒有感應(yīng)電動(dòng)勢