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第一节 电磁感应现象

作者:未知来源:中央电教馆时间:2006/4/5 10:03:01阅读:nyq
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典型例题

关于磁通量

  例1 如图所示,在条形磁铁中部垂直套有AB两个圆环,试分析穿过A环、B环的磁通量谁大.
  解:此题所给条件是非匀强磁场,不能用 计算,只能比较穿过两环的磁感线净条数多少,来判断磁通量的大小.首先必须明确条形磁铁的磁感线的分布,才能确定磁通量的大小.条形磁铁的磁感线是从N极出发,经外空间磁场由S极进入,在磁铁内部的磁感线从S极向N极,又因磁感线是闭合曲线,所以条形磁铁内外磁感线条数一样多.向上穿过AB环的磁感线条一样多,而向下穿过A环的磁感线多于B环,则A环从下向上穿过的净磁感线少于B环,所以面积越大,磁感线抵消的越多,穿过线圈的磁通量为合磁通量,所以可知B环的磁通量大于A环磁通量.

关于感应电流的产生条件

  例2 如图所示线圈abcd在通电直导线的磁场中,分别做如下的运动,A、向右平动;B、向下平动;C、以下边为轴转动;D、从纸面向纸外做平动;E、向上平动。但是线圈有个缺口,判断以上情况中线圈中是否有感应电流.
  分析:原来的磁通量都是向里的,对于直导线来说,离电流越远,磁场越弱,磁感线分布越稀疏.
A中,向右平移,穿过线圈的磁通量没有变化,故没有感应电流;       B中,向下平移,穿过线圈的磁通量没有减小,故产生感应电动势,由于线圈闭合所以也有感应电流;C中,绕轴转动,穿过线圈的磁通量发生变化(开始时减小),故产生感应电动势,由于线圈闭合所以也有感应电流;D中,从纸面向纸外做平动,穿过线圈的磁通量减小,故产生感应电动势,由于线圈闭合所以也有感应电流;E中,向上平动,但是线圈有个缺口,穿过线圈的磁通量增加,故产生感应电动势,由于线圈不闭合,所以没有感应电流.

关于判断感应电流是否产生的方法

  例3 如图所示,短形线框abcd与磁场方向垂直,且一半在匀强磁场内,另一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列方法中可行的是(      

  (A)以ad边为轴转动

  (B)以中心线 为轴转动

  (C)以ab边为轴转动(小于60°)

  (D)以cd边为轴转动(小于60°)

  错解:若使线框中产生感应电流,则穿过线圈的磁通量必须发生变化,而磁通量 S是线框在垂直于磁感应强度方向上的投影面积).该题是匀强磁场,磁感应强度B不变.当线框以ad边为轴或以中心线 为轴转动时,投影面积S变化,所以磁通量 发生变化,有感应电流,选项AB是可行的,当线框以ab为轴或以cd边为轴转动(小于60°)时,投影面积S在减小,因而磁通量 也在减小,有感应电流,选项CD也是可行的,即四个选项都是可行的.

  警示:磁通量 是穿过某一面积的磁感线的条数,而穿过垂直于磁感应强度方向上的单位面积的磁感线条数,等于磁感应强度B.所以公式 中的S,应理解成线框平面在磁场中的那部分投影面积,而不是包括磁场外的全部投影面积.不理解 中各物理量的内涵是造成错解的原因.

  正解:当线框以ad边为轴或以中心线 为轴转动时,投影面积S在变化,因而有磁通量 的变化,有感应电流的产生,选项AB是可行的;当线框以ab边为轴转动(小于60°)时,投影面积S减小,因而磁通量 减小,也有感应电流,选项C是可行的.当线框以cd边为轴转动(小于60°)时,虽然整个线框在垂直于磁感应强度方向上的投影面积减小,但在磁场内的那部分投影面积并未改变,据公式 ,穿过线框平面的磁通量不变,无感应电流.该题选项ABC是可行的.

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