磁通量φ及磁通量Δφ的变化是磁场理论中一个很重要的基本概念
1、 磁通量φ
磁感应强度B 与垂直于磁场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,定义式为 φ=BS。如果面积S 与磁感应强度B 不垂直,可将磁感应强度B 向着垂直于面积S 和平行于面积S 和方向进行正交分解,也可以将面积向着垂直于磁感应强度B 的方向投影[这两种方法的基本物理原理是:B ∥S 时,φ=0;B ⊥S 时,φ为最大(BS )]。
2、磁通量的变化Δφ
由公式:φ=BS可得
B ΔS (实际面积的变化、与磁感应强度间夹角的变化,就是有效面积的变化)
Δφ=SΔB (B 是矢量,它的变化有三种情况)
ΔS ΔB (B 是矢量,它的变化有三种情况)
可见磁通量φ是由B 、S 及角度θ共同决定的,磁通量的变化情况应从这三个方面去考虑
一、选择题
1、下列关于磁通量的说法中,正确的是 A .穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B .在匀强磁场中,穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
C .穿过一个面的磁通量就是穿过该面单位面积的磁感线的条数
D .穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线的条数
2、如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a 和b ,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量φa 、φb 的大小关系为
A .φa >φb B .φa <φb C .φa =φb D .无法比较
3、一磁感应强度为B 的匀强磁场方向水平向右,一面积为S 的矩形线圈abcd
如图所示放置,平面abcd 与竖直方向成θ角。将abcd 绕ad 轴转180°角,
则穿过线圈平面的磁通量的变化量为 A .0 B .2BS C .2BScos θ D .2BSSin θ
4、如图所示,矩形线框abcd 的长和宽分别为2L 和L ,匀强磁场c 的磁感应强度为B ,虚线为磁场的边界。若线框以ab 边为轴转过
60°的过程中,穿过线框的磁通量的变化情况是
A .变大 B .变小 C .不变 D .无法判断 d
1
5、如图所示,两直导线中通以相同的电流I ,矩形线圈位于导线之间。将线圈由实线位置移到虚线位置的过程中,穿过线圈的磁通量的变化情况是
A .向里,逐渐增大 B .向外,逐渐减小
C .先向里增大,再向外减小
D .先向外减小,再向里增大
6、如图所示条形磁铁竖直放置,闭合的金属线框水平地紧挨着磁铁从A 端移至B 端的过程中,穿过线框的磁通量的变化情况是
A .变大 B .变小 C .先变大后变小 D .先变小后变大
8、如图所示,一水平放置的圆形通电线圈1固定,另有一个较小的圆形线圈2从1的正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则线圈2从1的正上方下落到1的正下方的过程中,穿过线圈2的磁通量φ
A .为零且保持不变 B .不为零且保持不变
C .先向上增大,再向上减小 D .先向上增大,再向下减小
2 I
7、如图所示,匀强磁场中放有平行的铜导轨,它与大线圈M 相连,小线圈N 放在大线圈M 内,裸金属棒ab 在导轨上做某种运动。则下列说法中正确的是
A .若ab 向右匀速运动,穿过小线圈N 的磁通量向里且增大
B .若ab 向左加速运动,穿过小线圈N 的磁通量向外且增大 C .若ab 向右减速运动,穿过小线圈N 的磁通量向里且减小 D .若ab 向左减速运动,穿过小线圈N 的磁通量向里且减小
8、如图所示,一水平放置的圆形通电线圈1固定,另有一个较小的圆形线圈2从1的
正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则线圈2从1的正上方
下落到1的正下方的过程中,穿过线圈2的磁通量φ
A .为零且保持不变 B .不为零且保持不变 C .先向上增大,再向上减小 D .先向上增大,再向下减小
9、如图所示,螺线管CD 的绕法不明,当磁铁AB 分别以不同的速度V 1(A 端向下)和V 2(B 端向下)(V 1 <V 2)插入螺线管时,电路中有如图所示的感应电流。则下列说法中正确的是
A .两种情况下,穿过螺线管CD 的磁通量都是增大的
B .两种情况下,穿过螺线管CD 的磁通量的变化是相等的
C .以速度V 1插入时穿过螺线管CD 的磁通量的变化率比以速度V 2插入时小
D .以速度V 1插入时穿过螺线管CD 的磁通量的变化率比以速度V 2插入时大
10、一平面线圈用细杆悬于P 点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈始终与纸面垂直,当线圈由水平位置第一次到达位置Ⅰ的过程中,穿过线圈的磁通量
A .向右逐渐增大 B .向左逐渐减小
C .向右先增大后减小 D .向左先减小后增大
11、如图所示,蹄形磁铁和矩形线框均可绕竖直轴转动。现将蹄形磁铁逆时针转动(从上往下看),则矩形线框的运动情况及穿过它的磁通量应是
A .线框逆时针转动,转速与磁铁相同 B .线框逆时针转动,转速比磁铁小
C .线框在转动的过程中,穿过它的磁通量先变大,随后就保持不变
D .线框在转动的过程中,穿过它的磁通量一直在变大
3
C
D
12、如图所示面积为S 矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中以轴OO ’匀速转动,角速度为ω,则穿过线圈的磁通量随时间变化的关系是(从图示位置开始计时)
A .φ=BSsinωt B .φ=BScosωt C .φ=BS D .φ=0
13、如图所示,PQRS 为一正方形导线框,它以恒定的速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场中,磁场方向垂直线框平面,MN 与线框的边成45°角,E 、F 分别是PS 和PQ 的中点。则下列说法中正确的是 A .当E 点以过边界MN
B .当P 点以过边界MN C
.当F 点以过边界MN D .当Q 点以过边界MN 14、已知穿过线圈的磁通量φ随时间t A .0s~2s B .2s~4s C .4s~5s D .15、关于闭合电路中的感应电动势E 、磁通量φ、变化量Δφ及磁通量的变化率Δφ/Δt 法中正确的是 A .φ=0时,E 有可能最大 B .Δφ/Δt =0时,E 可能不等于零 C .Δφ很大时,E 可能很小
D .Δφ/Δt 很大时,Δφ一定很大
16轴转过360°的过程中,穿过导线框和磁通量φ(磁感线向纸里穿时为正)
A B
C D 17、如图所示,两个完全相同的闭合金属环穿在一根水平光滑的绝缘杆上,当条形磁铁自右向左插向金属环时,下列说法中正确的是
A .穿过两环的磁通量都在增加,且两环相互远离
4
B .穿过两环的磁通量都在增加,且两环相互靠拢
C .穿过两环的磁通量都在增加,且两环在相互靠拢的同时绕杆顺时针转动(从
左向右看)
D .穿过两环的磁通量都在增加,且右环的加速度大于左环的加速度 18、如图所示,一个闭合线圈穿入蹄形磁铁由1位置经2位置到3位置,最后从
下方的S 极拉出,则在这一过程中,穿过线圈的磁通量
A .先减小后增大 B .先增大后减小
C .一直增大 D .一直减小
19、如图所示,闭合小金属环从高h 的光滑曲面上端无初速滚下,
A .若是匀强磁场,则穿过环的磁通量不变,且在左侧滚上的高度小于h
B .若是匀强磁场,则穿过环的磁通量不变,且在左侧滚上的高度等于h C .若是非匀强磁场,则穿过环的磁通量改变,且在左侧滚上的高度大于h
D .若是非匀强磁场,则穿过环的磁通量改变,且在左侧滚上的高度小于h 20、如图所示A
、B 两闭合线圈为同种导线制成,匝数比n A :n B =1:3,
半径R A =2R B 。在图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则穿过两线圈的磁通量的变化率之比为
A
.1:12 B .1:6 C .1:4 D .1:1
21、如图所示,一条形磁铁由静止开始向下穿过一个用双线绕成的闭合线圈。条形磁铁在穿过线圈的过程中
A .磁铁作自由落体运动,穿过线圈的磁通量先增大后减小,线圈中无感应电流
B .磁铁作减速运动,穿过线圈的磁通量增大,线圈中无感应电流
C .磁铁作减速运动,穿过线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流
D .磁铁作非匀变速运动,穿过线圈的磁通量为零,线圈中无感应电流
22、在闭合的铁芯上绕一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路, 如图所示,假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内。a 、b 、c 为三个闭合的金属圆环,位置如图。当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时,磁通量发生变化的圆环是
A .a 、b 、c 三环 B .a 、b 两环 C .b 、c 两环 D .a 、c 两环
二、计算题
1、如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2.0T,方向指向X 轴正方向,且ab=40cm,bc=30cm,ae=50cm。求通过面积S 1(abcd )、S 2(befc )和S 3(aefd )的磁通量φ1、φ2、φ3分别为多少?
2、如图所示,框架的面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B 。试求:
①框架平面与磁感应强度B 垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?
②若框架绕OO ’转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?
③若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?
④若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?
5
3、如图所示,磁感应强度为B 的有界匀强磁场垂直穿过边长为a 的正三角形线圈(磁场的边界也为正三角形,面积与线圈的面积相等)。试求在将线圈绕其重心逆时针转过60°的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量为多少?
4、边长为10cm 、匝数为10的正方形线圈,垂直于磁感应强度B 的方向置于0.2T 的匀强磁场中。试求:(1)图示位置时,穿过线圈的磁通量为多少?
(2)若将线圈以一边为轴转过60°,则穿过线圈的磁通量为多少?
(3)将线圈以一边为轴转过180°过程中,则穿过线圈的磁通量变化为多少?
5、有一个n 匝的线圈,其面积为S ,在Δt 时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了ΔB ,试求:(1)线圈内磁通量的变化量为多少?
(2)磁通量的平均变化率为多少?
(3)若线圈的电阻为r ,则在Δt 时间内电流所做的功为多少?
答案:
一、选择题
1、D 2、A 3、C 4、C 5、D 6、D 7、BC 8、C 9、ABC 10、C
11、BD 12、A 13、B 14、C 15、AC 16、A 17、BD 18、C 19、BD
20、D 21、A 22、B
二、计算题
1、φ1=0.24Wb φ2=0 φ3=0.24Wb 2、BS ;BS/2;0;2BS
3、∆φ=φ2-φ1=3222a B -a B =a B 4、2×10—3;1×10—3;4×10—3 72812
∆B n 2∆B 2S 2
5、∆B *S ;S ; ∆t r ∆t
6
磁通量φ及磁通量Δφ的变化是磁场理论中一个很重要的基本概念
1、 磁通量φ
磁感应强度B 与垂直于磁场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,定义式为 φ=BS。如果面积S 与磁感应强度B 不垂直,可将磁感应强度B 向着垂直于面积S 和平行于面积S 和方向进行正交分解,也可以将面积向着垂直于磁感应强度B 的方向投影[这两种方法的基本物理原理是:B ∥S 时,φ=0;B ⊥S 时,φ为最大(BS )]。
2、磁通量的变化Δφ
由公式:φ=BS可得
B ΔS (实际面积的变化、与磁感应强度间夹角的变化,就是有效面积的变化)
Δφ=SΔB (B 是矢量,它的变化有三种情况)
ΔS ΔB (B 是矢量,它的变化有三种情况)
可见磁通量φ是由B 、S 及角度θ共同决定的,磁通量的变化情况应从这三个方面去考虑
一、选择题
1、下列关于磁通量的说法中,正确的是 A .穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B .在匀强磁场中,穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
C .穿过一个面的磁通量就是穿过该面单位面积的磁感线的条数
D .穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线的条数
2、如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a 和b ,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量φa 、φb 的大小关系为
A .φa >φb B .φa <φb C .φa =φb D .无法比较
3、一磁感应强度为B 的匀强磁场方向水平向右,一面积为S 的矩形线圈abcd
如图所示放置,平面abcd 与竖直方向成θ角。将abcd 绕ad 轴转180°角,
则穿过线圈平面的磁通量的变化量为 A .0 B .2BS C .2BScos θ D .2BSSin θ
4、如图所示,矩形线框abcd 的长和宽分别为2L 和L ,匀强磁场c 的磁感应强度为B ,虚线为磁场的边界。若线框以ab 边为轴转过
60°的过程中,穿过线框的磁通量的变化情况是
A .变大 B .变小 C .不变 D .无法判断 d
1
5、如图所示,两直导线中通以相同的电流I ,矩形线圈位于导线之间。将线圈由实线位置移到虚线位置的过程中,穿过线圈的磁通量的变化情况是
A .向里,逐渐增大 B .向外,逐渐减小
C .先向里增大,再向外减小
D .先向外减小,再向里增大
6、如图所示条形磁铁竖直放置,闭合的金属线框水平地紧挨着磁铁从A 端移至B 端的过程中,穿过线框的磁通量的变化情况是
A .变大 B .变小 C .先变大后变小 D .先变小后变大
8、如图所示,一水平放置的圆形通电线圈1固定,另有一个较小的圆形线圈2从1的正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则线圈2从1的正上方下落到1的正下方的过程中,穿过线圈2的磁通量φ
A .为零且保持不变 B .不为零且保持不变
C .先向上增大,再向上减小 D .先向上增大,再向下减小
2 I
7、如图所示,匀强磁场中放有平行的铜导轨,它与大线圈M 相连,小线圈N 放在大线圈M 内,裸金属棒ab 在导轨上做某种运动。则下列说法中正确的是
A .若ab 向右匀速运动,穿过小线圈N 的磁通量向里且增大
B .若ab 向左加速运动,穿过小线圈N 的磁通量向外且增大 C .若ab 向右减速运动,穿过小线圈N 的磁通量向里且减小 D .若ab 向左减速运动,穿过小线圈N 的磁通量向里且减小
8、如图所示,一水平放置的圆形通电线圈1固定,另有一个较小的圆形线圈2从1的
正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则线圈2从1的正上方
下落到1的正下方的过程中,穿过线圈2的磁通量φ
A .为零且保持不变 B .不为零且保持不变 C .先向上增大,再向上减小 D .先向上增大,再向下减小
9、如图所示,螺线管CD 的绕法不明,当磁铁AB 分别以不同的速度V 1(A 端向下)和V 2(B 端向下)(V 1 <V 2)插入螺线管时,电路中有如图所示的感应电流。则下列说法中正确的是
A .两种情况下,穿过螺线管CD 的磁通量都是增大的
B .两种情况下,穿过螺线管CD 的磁通量的变化是相等的
C .以速度V 1插入时穿过螺线管CD 的磁通量的变化率比以速度V 2插入时小
D .以速度V 1插入时穿过螺线管CD 的磁通量的变化率比以速度V 2插入时大
10、一平面线圈用细杆悬于P 点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈始终与纸面垂直,当线圈由水平位置第一次到达位置Ⅰ的过程中,穿过线圈的磁通量
A .向右逐渐增大 B .向左逐渐减小
C .向右先增大后减小 D .向左先减小后增大
11、如图所示,蹄形磁铁和矩形线框均可绕竖直轴转动。现将蹄形磁铁逆时针转动(从上往下看),则矩形线框的运动情况及穿过它的磁通量应是
A .线框逆时针转动,转速与磁铁相同 B .线框逆时针转动,转速比磁铁小
C .线框在转动的过程中,穿过它的磁通量先变大,随后就保持不变
D .线框在转动的过程中,穿过它的磁通量一直在变大
3
C
D
12、如图所示面积为S 矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中以轴OO ’匀速转动,角速度为ω,则穿过线圈的磁通量随时间变化的关系是(从图示位置开始计时)
A .φ=BSsinωt B .φ=BScosωt C .φ=BS D .φ=0
13、如图所示,PQRS 为一正方形导线框,它以恒定的速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场中,磁场方向垂直线框平面,MN 与线框的边成45°角,E 、F 分别是PS 和PQ 的中点。则下列说法中正确的是 A .当E 点以过边界MN
B .当P 点以过边界MN C
.当F 点以过边界MN D .当Q 点以过边界MN 14、已知穿过线圈的磁通量φ随时间t A .0s~2s B .2s~4s C .4s~5s D .15、关于闭合电路中的感应电动势E 、磁通量φ、变化量Δφ及磁通量的变化率Δφ/Δt 法中正确的是 A .φ=0时,E 有可能最大 B .Δφ/Δt =0时,E 可能不等于零 C .Δφ很大时,E 可能很小
D .Δφ/Δt 很大时,Δφ一定很大
16轴转过360°的过程中,穿过导线框和磁通量φ(磁感线向纸里穿时为正)
A B
C D 17、如图所示,两个完全相同的闭合金属环穿在一根水平光滑的绝缘杆上,当条形磁铁自右向左插向金属环时,下列说法中正确的是
A .穿过两环的磁通量都在增加,且两环相互远离
4
B .穿过两环的磁通量都在增加,且两环相互靠拢
C .穿过两环的磁通量都在增加,且两环在相互靠拢的同时绕杆顺时针转动(从
左向右看)
D .穿过两环的磁通量都在增加,且右环的加速度大于左环的加速度 18、如图所示,一个闭合线圈穿入蹄形磁铁由1位置经2位置到3位置,最后从
下方的S 极拉出,则在这一过程中,穿过线圈的磁通量
A .先减小后增大 B .先增大后减小
C .一直增大 D .一直减小
19、如图所示,闭合小金属环从高h 的光滑曲面上端无初速滚下,
A .若是匀强磁场,则穿过环的磁通量不变,且在左侧滚上的高度小于h
B .若是匀强磁场,则穿过环的磁通量不变,且在左侧滚上的高度等于h C .若是非匀强磁场,则穿过环的磁通量改变,且在左侧滚上的高度大于h
D .若是非匀强磁场,则穿过环的磁通量改变,且在左侧滚上的高度小于h 20、如图所示A
、B 两闭合线圈为同种导线制成,匝数比n A :n B =1:3,
半径R A =2R B 。在图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则穿过两线圈的磁通量的变化率之比为
A
.1:12 B .1:6 C .1:4 D .1:1
21、如图所示,一条形磁铁由静止开始向下穿过一个用双线绕成的闭合线圈。条形磁铁在穿过线圈的过程中
A .磁铁作自由落体运动,穿过线圈的磁通量先增大后减小,线圈中无感应电流
B .磁铁作减速运动,穿过线圈的磁通量增大,线圈中无感应电流
C .磁铁作减速运动,穿过线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流
D .磁铁作非匀变速运动,穿过线圈的磁通量为零,线圈中无感应电流
22、在闭合的铁芯上绕一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路, 如图所示,假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内。a 、b 、c 为三个闭合的金属圆环,位置如图。当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时,磁通量发生变化的圆环是
A .a 、b 、c 三环 B .a 、b 两环 C .b 、c 两环 D .a 、c 两环
二、计算题
1、如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2.0T,方向指向X 轴正方向,且ab=40cm,bc=30cm,ae=50cm。求通过面积S 1(abcd )、S 2(befc )和S 3(aefd )的磁通量φ1、φ2、φ3分别为多少?
2、如图所示,框架的面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B 。试求:
①框架平面与磁感应强度B 垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?
②若框架绕OO ’转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?
③若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?
④若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?
5
3、如图所示,磁感应强度为B 的有界匀强磁场垂直穿过边长为a 的正三角形线圈(磁场的边界也为正三角形,面积与线圈的面积相等)。试求在将线圈绕其重心逆时针转过60°的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量为多少?
4、边长为10cm 、匝数为10的正方形线圈,垂直于磁感应强度B 的方向置于0.2T 的匀强磁场中。试求:(1)图示位置时,穿过线圈的磁通量为多少?
(2)若将线圈以一边为轴转过60°,则穿过线圈的磁通量为多少?
(3)将线圈以一边为轴转过180°过程中,则穿过线圈的磁通量变化为多少?
5、有一个n 匝的线圈,其面积为S ,在Δt 时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了ΔB ,试求:(1)线圈内磁通量的变化量为多少?
(2)磁通量的平均变化率为多少?
(3)若线圈的电阻为r ,则在Δt 时间内电流所做的功为多少?
答案:
一、选择题
1、D 2、A 3、C 4、C 5、D 6、D 7、BC 8、C 9、ABC 10、C
11、BD 12、A 13、B 14、C 15、AC 16、A 17、BD 18、C 19、BD
20、D 21、A 22、B
二、计算题
1、φ1=0.24Wb φ2=0 φ3=0.24Wb 2、BS ;BS/2;0;2BS
3、∆φ=φ2-φ1=3222a B -a B =a B 4、2×10—3;1×10—3;4×10—3 72812
∆B n 2∆B 2S 2
5、∆B *S ;S ; ∆t r ∆t
6