2019-2020年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第1點(diǎn) 從三個(gè)角度理解“磁通量及其變化” 教科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第1點(diǎn) 從三個(gè)角度理解“磁通量及其變化” 教科版選修3-2“磁通量及其變化”是學(xué)好電磁感應(yīng)的一個(gè)突破口，直接關(guān)系到對楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律的學(xué)習(xí)與應(yīng)用而在解決實(shí)際問題過程中由于對“磁通量”理解不全面，往往容易出錯(cuò)下面從三個(gè)角度對該知識點(diǎn)進(jìn)行剖析1磁通量的定義磁感應(yīng)強(qiáng)度B與一個(gè)面垂直于磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量，定義式為BS.(1)面積S是指閉合電路中包含磁場的那部分的有效面積圖1如圖1所示，若閉合電路abcd和ABCD所在平面均與勻強(qiáng)磁場垂直，面積分別為S1和S2，且S1S2，但磁場區(qū)域恰好只有ABCD那么大，穿過S1和S2的磁通量是相同的，因此，BS中的S應(yīng)指閉合電路中包含磁場的那部分的有效面積S2.(2)如果面積S與磁感應(yīng)強(qiáng)度B不垂直，可將磁感應(yīng)強(qiáng)度B向著垂直于面積S的方向投影，也可以將面積向著垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向投影特例： BS時(shí)，0；BS時(shí)，最大(BS)(3)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)線圈匝數(shù)的多少不改變線圈面積的大小，所以不管有多少匝線圈，S是不變的，B也和線圈無關(guān)，所以磁通量不受線圈匝數(shù)影響也可以簡單理解為磁通量大小只取決于穿過閉合線圈的磁感線條數(shù)2磁通量的正負(fù)磁通量是雙向標(biāo)量，若設(shè)初始時(shí)為正，則轉(zhuǎn)過180時(shí)為負(fù)說明：磁通量是標(biāo)量，它的正負(fù)只表示磁感線是穿入還是穿出當(dāng)穿過某一面積的磁感線既有穿入的又有穿出的時(shí)，二者將互相抵消一部分，這類似于導(dǎo)體帶電時(shí)的“凈”電荷3磁通量的變化由公式：BSsin 可得磁通量的變化量21有多種形式，主要有：(1)S、不變，B改變，這時(shí)BSsin (2)B、不變，S改變，這時(shí)SBsin (3)B、S不變，改變，這時(shí)BS(sin 2sin 1)可見磁通量是由B、S及它們間的夾角共同決定的，磁通量的變化情況應(yīng)從這三個(gè)方面去考慮對點(diǎn)例題如圖2所示，一水平放置的矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成30角，現(xiàn)若使矩形線框以左邊的邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量改變量的大小是()圖2A.BS BBSC.BS D2BS解題指導(dǎo)是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分，在計(jì)算21時(shí)必須注意2、1的正負(fù)，要注意磁感線從線框的哪一面穿過，此題中在開始位置磁感線從線框的下面穿進(jìn)，在末位置磁感線從線框的另一面穿進(jìn)，2、1一正一負(fù)，再考慮到有效面積，故此題選C.又如：一面積為S的矩形線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，開始磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直矩形線框，當(dāng)其繞某一條邊轉(zhuǎn)動180的過程中，其磁通量的變化量2BS，而不是零答案C1下列關(guān)于磁通量的說法，正確的是 ()A在勻強(qiáng)磁場中，穿過某一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積B磁通量是矢量，其正負(fù)表示方向C磁通量是形象描述穿過某一個(gè)面的磁感線條數(shù)的物理量D磁通量越大，磁通量的變化就越快答案C解析在勻強(qiáng)磁場中，如果磁場與平面垂直，則穿過某一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積，A錯(cuò)；磁通量是標(biāo)量，B錯(cuò)；磁通量大小與磁通量變化快慢無關(guān)，D錯(cuò)2. 如圖3所示是等腰直角三棱柱，其中abcd面為正方形，邊長為L，它們按圖示方式放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下列說法中正確的是()圖3A通過abcd面的磁通量大小為L2BB通過dcfe面的磁通量大小為L2BC通過abfe面的磁通量大小為零D通過bcf面的磁通量大小為零答案BCD解析通過abcd面的磁通量大小為L2B，A錯(cuò)誤；dcfe面是abcd面在垂直磁場方向上的投影，所以磁通量大小為L2B，B正確，abfe面與bcf面和磁場平行，所以磁通量大小為零，C、D正確3如圖4所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直，則穿過兩環(huán)的磁通量a、b的大小關(guān)系為()圖4AabBabCabD無法比較答案A解析因?yàn)閮?nèi)部磁場與外部磁場要相互抵消，所以直徑越大抵消得越多，故直徑大的磁通量小4. 一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向水平向右，一面積為S的矩形線圈abcd如圖5所示放置，平面abcd與豎直方向成角將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180角，則穿過線圈平面的磁通量的變化量為()圖5A0 B2BSC2BScos D2BSsin 答案C解析初始時(shí)刻，平面abcd的有效面積為與B垂直的豎直投影面積Scos ，其磁通量為BScos .將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180角時(shí)，其磁通量為BScos .則穿過線圈平面的磁通量的變化量為212BScos .