人教新版高二物理下册练习:交变电流
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人教新版高二物理下册练习:交变电流
一.选择题(共7小题)
1.某偏僻山区靠小型发电机供电照明,供电电路如图甲所示,通过电灯的电流随时间变化的正弦规律图像如图乙所示,若发电机的线圈共有1000匝,总内阻为2Ω,电灯的电阻为48Ω,不计输电线的电阻,则下列说法正确的是()
A.电路中的电流方向每秒改变50次
B.穿过线圈的磁通量的最大值为×10﹣3Wb
C.穿过线圈的磁通量变化率的最大值为25Wb/s
D.电灯的电功率为12.5W
2.一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生交流电动势的瞬时值为e=220sin100πt(V),则下列说法中正确的是()
A.当t=0时,线圈平面与中性面垂直
B.当t=s时,穿过线圈的磁通量等于零
C.该交流电能让标注为“300V,5μF”的电容器正常工作
D.若转速n提高1倍,其他条件不变,则电动势的变化规律将变为e=4400sin100πt (V)
3.在如图所示的交流电路中,保持电源电压一定,当交变电流的频率增大时,各电压表的示数将()
A.V1、V3增大,V2减小B.V1不变,V2减小,V3增大
C.V1不变,V2增大,V3减小D.V1、V2、V3都不变
4.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,t=0时刻线圈
从中性面开始转动,电压传感器显示其产生的电压如图乙所示,下列选项正确的是()
A.线圈的转速为5πr/s
B.传感器显示的交流电压表达式为u=12sin(5πt)V
C.线圈两端电压的有效值为6V
D.该交变电流可以直接加在击穿电压为的电容器上
5.如图所示,虚线是正弦式交变电流的u﹣t图像,实线是方波交变电流的u﹣t图像,它们的周期T和最大值U m均相同,则方波交变电流的电压有效值U满足()
A.B.C.D.U=U m
6.如图甲所示,在匀强磁场中,一单匝矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势与时间的关系图像如图乙中正弦曲线a、b所示,则曲线b表示的交变电动势的有效值为()
A.8V B.C.D.
7.在交变电流产生的实验中,关于中性面,下列说法正确的是()
A.此时线圈垂直切割磁感线,感应电流最大
B.磁感线垂直于该时刻的线圈平面,所以磁通量最大,磁通量的变化率也最大
C.线圈平面每次经过中性面时,感应电流的方向一定会发生改变
D.线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,磁通量的变化率为零,感应电动势、感应电流均最大,电流方向不变
二.多选题(共5小题)
(多选)8.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则()
A.t=0.005s时穿过线框的磁通量为零B.t=0.01s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311V D.线框产生的交变电动势频率为50Hz (多选)9.如图所示,一个矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动,当线圈平面转到中性面的瞬间,下列说法中正确的是()
A.线圈中的感应电流方向发生改变B.线圈中的磁通量为零
C.线圈中的感应电流为零D.线圈中的每一条边都切割磁感线
(多选)10.甲图为小型交流发电机的原理图,发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动,从t=0时刻开始,通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示,已知线圈的匝数n=50,线圈的电阻r=5Ω,线圈与外电路连接的定值电阻R=45Ω,电压表为理想交流电表。
则下列判断正确的是()
A.线圈转动的周期为6.28s
B.t=0时刻线圈平面与磁感线平行
C.线圈转动过程中产生的最大电动势为
D.电压表的示数为
(多选)11.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,Ⓐ为理想交流电流表。
线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。
下列说法正确的是()
A.该交变电流的频率为50Hz
B.该交变电流的有效值是10A
C.t=0.01s时,穿过线圈的磁通量最大
D.该交变电流瞬时值表达式为i=10cos100ωt(A)
(多选)12.如图所示,一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′观察,线圈沿逆时针方向转动。
已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为N,边长为l,电阻为R,转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时()
A.线圈中感应电流的方向为a→d→c→b→a B.线圈中的感应电流为
C.穿过线圈的磁通量为零D.穿过线圈磁通量的变化率为零三.计算题(共3小题)
13.某交流发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为E m=220V,在匀强磁场中,线圈匀速转动的角速度为100πrad/s,如果从中性面开始计时。
(1)写出电动势e的瞬时表达式;
(2)此发电机与外电路组成闭合回路时,总电阻为110Ω,求t=s时的电流大小;
(3)若发电机线圈共100匝,求每匝线圈中磁通量变化率的最大值。
14.如图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。
在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图(乙)所示正弦规律变化(取π=3.14)。
求:
(1)交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)从t=0时刻开始计时,线圈转过60°时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向;
(3)从图示位置转过90°时电路中交流电压表的示数;
15.边长为L的正方形线框abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动。
初始时刻线框平面与磁场垂直,如图所示。
从图示位置经过t时间,线框转过90°.求:(1)线框转动周期和线框转过90°时感应电动势的瞬时值;
(2)线框内感应电动势在t时间内的平均值;
(3)若线框电阻为r,小灯泡电阻为R,计算小灯泡的电功率。
人教新版高二物理下册练习:交变电流答案
一.选择题(共7小题)
1.B
【分析】根据E m=BSω,以及Φm=BS求穿过线圈的磁通量的最大值;根据法拉第电磁感应定律可确定磁通量变化率的最大值;根据P=I2R求电灯的功率。
【解答】解:A、由图乙可知周期T=0.02s,一周期内电流方向变化两次,所以每秒改变
,故A错误;
B、电流的最大值为,可得,
故B正确;
C、设磁通量变化率的最大值为e m,电流的最大值为,可得,故C错误;
D、电流的有效值为,灯的电功率为P=I2R=12W,故D错误。
【点评】解答本题时,关键要掌握电动势最大值公式E m=BSω以及磁通量的最大值公式Φm=BS,要注意求解电功、电功率根据电流的有效值求解。
2.B
【分析】根据交流电的表达式,可知知道其最大值,以及线圈转动的角速度等物理量,
然后进一步求出其它物理量,如有效值、周期、频率等,明确电容器的耐压值为交流电
的最大值。
【解答】解:A、t=0时,电动势为零,线圈平面与磁感线垂直,线圈平面与中性面重合,
故A错误;
B、当s时,e=220sin100π×(V)=,电动势最大,线圈与中
性垂直,磁能量等于零,故B正确;
C、300V是电容器允许的最高电压,而该交流电最大值是>300V,
所以此交流电不可以使“300V,5μF”的电容器正常工作,故C错误;
D、感应电动势的瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),当将其电枢的转速提高一倍
时,由ω=2πn,E m=nBSω,可知E m和ω都增加一倍,则表达式为e=440sin200πt
(V),故D错误;
【点评】对于交流电的产生和描述要正确理解,要会推导交流电的表达式,明确交流电表达式中各个物理量的含义。
3.C
【分析】当交流电的频率增大时,感抗增大,容抗减小,电阻R不变,分析电流表示数的变化,从而即可求解。
【解答】解:据题,保持电源电压一定,当交流电的频率增加时,电阻R不变,所以V1不变,
电感L的感抗增大,支路电流减小,定值电阻电压减小,所以V2增大,
电容C的容抗减小,支路电流增加,定值电阻电压增大,所以V3减小。
故ABD错误,C正确。
【点评】本题考查对电容、电感对交变电流影响的理解和识记能力,注意题目中频率如何变化是解题的关注点。
4.B
【分析】根据转速和周期的关系求出转速,根据正弦交流电的表示式,以及有效值和最大值的关系求出有效值,最后根据击穿电压与最大值的关系分析求解。
【解答】解:A.根据图乙可知,线圈的周期T=0.4s,故线圈的转速为
故A错误;
B.传感器显示的交流电压表达式为
故B正确;
C.根据正弦交流电有效值和最大值的关系,易得线圈两端电压的有效值为
故C错误;
D.由于电压最大值大于电容器击穿电压,即:
可知,该交变电流可以不能够直接加在击穿电压为的电容器上,故D错误。
【点评】本题考查了交流电相关知识,理解交流电的四值:瞬时值、最大值、有效值和
平均值是解决此类问题的关键。
5.D
【分析】根据图示图象应用有效值的定义式求解。
【解答】解:根据有效值的定义可知:×T=
解得:U=U m,故D正确,ABC错误。
【点评】本题考查了求交变电流的有效值问题,掌握基础知识,应用有效值的定义即可解题。
6.D
【分析】根据图象求出交流电的最大值、角速度等物理量,再根据最大值与有效值的关系求出曲线b表示的交变电动势有效值。
【解答】解:根据交变电流的产生规律可知,最大值:E m=BSω,角速度:,最大值之比为:,
又有,
解得:,故ABC错误,D正确。
【点评】该题考查了有关交流电描述的基础知识,要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量。
7.C
【分析】在中性面时磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,线圈每经过中性面一次,电流的方向改变一次.
【解答】解:A、在中性面,线圈的各边不切割磁感线,感应电动势为零,感应电流为零,故A错误。
B、线圈在中性面,磁通量最大,磁通量的变化率最小,为零,故B错误。
C、线圈平面每次经过中性面时,感应电流的方向一定会发生改变,故C正确。
D、线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,磁通量的变化率最大,感应电动势、感应电流均最大,电流方向不变,故D错误。
【点评】解决本题的关键知道中性面和中性面垂直位置的特点,知道线圈经过中性面时,
感应电流的方向发生改变.
二.多选题(共5小题)
(多选)8.ABD
【分析】由图乙可知特殊时刻的电动势,根据电动势的特点,可判处于各个时刻的磁通量;
由图可得周期,由周期可得角速度,依据角速度可得转速;
由图象还可知电动势的峰值和周期,根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值【解答】解:A、由图可知t=0.05s时刻感应电动势最大,此时线圈所在平面与中性面垂直,所以穿过线框回路的磁通量为零,故A正确
B、t=0.01s时刻感应电动势等于零,所以穿过线框回路的磁通量最大,此时与中性面重
合,故B正确;
C、产生的有效值为:E=,故C错误;
D、周期为T=0.02s,故频率为:,故D正确
【点评】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识,要具备从图象中获得有用信息的能力
(多选)9.AC
【分析】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生正弦式电流.在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大,感应电动势为零.
【解答】解:A、线圈经过中性面时,磁通量达最大,根据楞次定律可知,感应电流方向改变。
故A正确。
B、在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大。
故B错误。
C、在中性面时,没有边切割磁感线,且每一边都不切割磁感线,感应电动势为零,故C
正确。
D、在中性面时,没有边切割磁感线,感应电动势为零,没有感应电流,则没有磁场力作
用,故D错误。
【点评】本题考查正弦式电流产生原理的理解能力,抓住两个特殊位置的特点:线圈与磁场垂直时,磁通量最大,感应电动势为零,即磁通量的变化率为零;线圈与磁场平行时,磁通量为零,感应电动势最大,即磁通量的变化率为最大.
(多选)10.BD
【分析】依据E m=NBSω可得感应电动势的最大值,其中公式中的量可以根据图象读取。
电压表显示的是有效值,依据最大值可得有效值,进而依据欧姆定律可得电表示数。
通过导体横截面的电荷量时的公式为。
【解答】解:A、由乙图可知,线圈转动的周期为T=6.28×10﹣2s,故A错误;
B、由乙可知,t=0时刻,磁通量为零,线圈平面与磁感线平行,故B正确;
C、线圈中的最大电动势,故C错误;
D、电压表的示数为,故D正确。
【点评】本题要注意求电荷量时的公式,当然也可以运用交流电的平均值,进行计算,再求电荷量,但是那样麻烦些,最好直接记住公式。
(多选)11.AB
【分析】由题图乙可知交流电电流的最大值、周期,根据频率与周期的关系求解频率;根据正弦式交变电流规律求解有效值;感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,磁通量为0,线圈平面与磁感线平行;根据正弦式交变电流规律求解交变电流瞬时值表达式。
【解答】解:A、周期T=0.02s,该交变电流的频率为f==Hz=50Hz
故A正确;
B、由图乙可知,交流电电流的最大值是I m=10A
有效值为I=A=10A
故B正确;
C、0.01s时线圈中的感应电流达到最大,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,磁通量为0,故C错误;
D、角速度ω=rad/s=100πrad/s
则该交变电流瞬时值表达式为i=10cos100πt(A)
故D错误;
【点评】本题考查正弦式交变电流,解题关键是能从图像中得到有用的信息,结合正弦
式交变电流规律分析求解即可。
(多选)12.ABC
【分析】根据右手定则判断感应电流的方向。
图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线,根据感应电动势公式求解线圈中的感应电动势。
图示时刻线圈中产生的感应电动势最大,由法拉第电磁感应定律分析磁通量的变化率。
【解答】解:A、图示时刻,ad速度方向向里,bc速度方向向外,
根据右手定则判断出ad中感应电流方向为a→d,bc中电流方向为c→b,线圈中感应电流的方向为adcba。
故A正确;
B、线圈中的感应电动势为E=nBSω=nBl2ω,线圈中的感应电流为.故B
正确。
C、图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线,穿过线圈磁通量为0,由法拉第电磁感应定
律分析得知,磁通量的变化率最大,故C正确,D错误;
【点评】本题研究交变电流的产生规律,实质上是电磁感应知识的具体应用,是右手定则、法拉第电磁感应定律等知识的综合应用。
三.计算题(共3小题)
13.解:(1)e的瞬时表达式:(V)
(2)由(1)知,当s时,E=220V
故此时,A
(3)由E n=n
可得,磁通变化率最大值为:(V)
答:(1)电动势e的瞬时表达式:;
(2)此发电机与外电路组成闭合回路时,总电阻为110Ω,求t=s时的电流为2A;
(3)若发电机线圈共100匝,每匝线圈中磁通量变化率的最大值为V。
【点评】本题关键明确交流四值中最大值、平均值、瞬时值和有效值的区别,要记住瞬时值表达式e=E m sinωt,基础题。
14.解:(1)由φ﹣t图线可知,T=2π×10﹣2s
角速度
因为φm=BS
线圈转动产生的最大感应电动势为:E m=nφmω=100×2.0×10﹣2×100V=200V (2)从t=0时刻开始计时,线圈转动产生的感应电动势的瞬时值为e=E m cosωt=
200cos100tV,产生的感应电流的瞬时值
当线圈转过60°时,电流的大小为:i=2cos60°=1A
根据楞次定律可知电流方向为abcda
(3)电动势的有效值
由闭合电路的欧姆定律,电路中电流的有效值为
交流电压表的示数为
答:(1)交流发电机产生的电动势的最大值为200V;
(2)从t=0时刻开始计时,线圈转过60°时线圈中感应电流瞬时值为1A,回路中的电流方向为abcda;
(3)从图示位置转过90°时电路中交流电压表的示数为90;
【点评】解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式E m=nBSω,以及知道峰值与有效值的关系。
15.解:(1)线框的周期为4t,转过90°时,线框中感应电动势最大:E m=BSω,
其中:,
解得:
(2)由法拉第电磁感应定律有:
解得:
(3)线圈转动产生正弦交流电,电动势有效值为:
E有=I(R+r)
P=I2R
联立解得:P=
答:(1)线框转动周期和线框转过90°时感应电动势的瞬时值为;(2)线框内感应电动势在t时间内的平均值为;
(3)若线框电阻为r,小灯泡电阻为R,计算小灯泡的电功率为
【点评】本题考查了电动势瞬时值和平均值的求法,记住瞬时值表达式的写法。
知识点
1.电功和电功率
【知识点的认识】
1.电功
(1)电功:电路中电场力移动电荷做的功.
(2)公式:W=qU=IUt.
(3)实质:电能转化成其他形式能的过程.
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢.
(2)公式:P==IU.
3.电热:电流流过导体产生的热量.由焦耳定律来计算,Q=I2Rt.
4.热功率:单位时间内的发热量,表达式为:P═I2R.
【命题方向】
(1)常考题型考查对电功与电热:功率为10w的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60W的白炽灯,均用10W的LED灯替代.估算出全国一年节省的电能最接近()A.8×108KW•h B.8×1010KW•h C.8×1011KW•h D.8×1013KW•h
分析:全国大约有5.5亿户人家,每天亮灯时间大约4h,已知白炽灯和节能灯的额定功率和各自的工作时间,根据公式W=Pt可求节能灯少消耗的电能.
解:全国一年节省的电能最接近W=Pt=2(0.06kW﹣0.01kW)×5.5×108×4h×365=8.03×1010kW•h.
故选B.
点评:本题考查的功率的计算,关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯时间.解题过程中要注意单位的换算,同时养成节能的好习惯.
(2)第二类常考题型是考查电功率与热功率的理解:
额定电压都是110V,额定功率P A=100W、P B=40W的电灯两盏,若接在外电压是220V 的电路上,使每盏电灯均能正常发光,且电路中消耗的功率最小的电路是下图所示的()
A.B.C.D.
分析:由题可知,灯泡的电压相等,但是灯泡的功率不同,由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同,在由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光,再判断消耗的功率最小的电路.
解:A、由于AB两个灯泡的电阻大小不同,所以直接把AB串连接入电路的话,AB的电压不会平分,AB不会同时正常发光,所以A错误;
B、由于额定电压都是110V,额定功率P A=100W、P B=40W,由此可知R B>R A,把灯泡A与电阻并联的话,会使并联的部分的电阻更小,所以AB的电压不会平分,AB不会同时正常发光,所以B错误;
C、由于额定电压都是110V,额定功率P A=100W、P B=40W,由此可知R B>R A,把灯泡B 与电阻并联的话,可以使并联部分的电阻减小,可能使A与并联部分的电阻相同,所以AB 能同时正常发光,并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同,所以总功率的大小为200W;
D、把AB并联之后与电阻串连接入电路的话,当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时,AB就可以正常发光,此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和,所以电路消耗的总的功率的大小为280W;
由CD的分析可知,正常发光并且消耗的功率最小的为C,所以C正确.
故选C.
点评:解答本题是一定要注意题目要同时满足两个条件即灯泡能够正常发光并且消耗的功率还要最小.
此类问题的分析思路分两步:先分清哪个电路的灯泡能正常发光,这里可以从电压、电流、电功率三个量中任意挑选一个使其达到其额定值,其余两个也达到额定值;确定了正常发光的电路后,再比较哪一个的实际功率小,可以用计算的方法比较,也可以用定性分析的方法比较.
【解题方法点拨】
1.电功与电热、电功率与热功率的理解
纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨电动机、电解槽、日光灯等
斗及转子被卡住的电动机等
电功与电热
W =UIt =Uq Q =I 2Rt =
t
W =Q
W =UIt =Uq ,
Q =I 2Rt W >Q 电功率与热功率
P 电=UI ,P 热=I 2R =P 电=P 热
P 电=UI ,P 热=I 2R
P 电>P 热
2.电功和电热的处理方法
无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中,发热功率都是I 2r .处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.2.磁通量【知识点的认识】一、磁通量
1.概念:穿过某一面积的磁感线条数.2.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS .
(2)适用条件:①匀强磁场;②S 是垂直磁场并在磁场中的有效面积.(3)单位:韦伯(Wb ),1Wb =1T •m 2.【命题方向】
题型一:磁通量的变化及计算.
如图所示,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置.若将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大,则穿过弹簧所包围面积的磁通量将()A .增大B .减小C .不变
D .无法确定如何变化
分析:当穿过线圈的磁感线有相反的两种方向时,要根据抵消后的条数来确定磁通量的大
小.磁感线是闭合曲线,磁铁外部与内部磁感线条数相等,而磁铁内外穿过线圈的磁感线方向相反,根据抵消情况确定磁通量的变化.
解答:磁感线在条形磁铁的内外形成闭合曲线,磁铁外部的磁感线总数等于内部磁感线的总数,而且磁铁内外磁感线方向相反.而磁铁外部的磁感线分布在无穷大空间,所以图中线圈中磁铁内部的磁感线多于外部的磁感线,由于方向相反,外部的磁感线要将内部的磁感线抵消一些,将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大,内部磁感线总数不变,而抵消增大,剩余减小,则磁通量将减小.故B正确.
故选:B.
点评:本题中穿过线圈的磁场方向有两种,磁感线出现抵消,要根据抵消后剩余的磁感线来比较磁通量的大小.
【解题方法点拨】
1.对磁通量的理解
(1)Φ=B•S的含义:Φ=BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况.当B与S平面间的夹角为θ时,则有Φ=BS sinθ.可理解为Φ=BS sinθ,即Φ等于B与S在垂直于B方向上投影面积的乘积.也可理解为Φ=B sinθS,即Φ等于B在垂直于S方向上的分量与S的乘积.如图(1)所示.
(2)面积S的含义:S不一定是某个线圈的真正面积,而是线圈在磁场范围内的面积.如图(2)所示,S应为线圈面积的一半.
(3)多匝线圈的磁通量:多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关,因为不论线圈匝数多少,穿过线圈的磁感线条数相同,而磁感线条数可表示磁通量的大小.
(4)合磁通量求法:若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在,当计算穿过这个面的磁通量时,先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负,平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量.
2.磁通量的变化
磁通量可以用穿过某一面积的磁感线条数来形象地定性描述,也可以用公式Φ=BS sinθ(θ
为B与S面的夹角)进行定量的计算.在分析磁通量是否发生变化时,两种描述是统一的,不能有矛盾的结果出现.例如:
(1)线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的,如图,当线圈面积由S1变为S2时,磁通量并没有变化.
(2)当磁场范围一定时,线圈面积发生变化,磁通量也可能不变,如图所示,在空间有磁感线穿过线圈S,S外没有磁场,如增大S,则Φ不变.
3.磁通量改变的方式:
(1)线圈跟磁体之间发生相对运动,这种改变方式是S不变而相当于B发生变化;
(2)线圈不动,线圈所围面积也不变,但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数;(3)线圈所围面积发生变化,线圈中的一部分导体做切割磁感线运动,其实质也是B不变而S增大或减小;
(4)线圈所围面积不变,磁感应强度也不变,但二者之间的夹角发生变化,如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型例子.
3.楞次定律
【知识点的认识】
楞次定律
(1)内容:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤:
①确定研究对象,即明确要判断的是哪个闭合电路中产生的感应电流。
②确定研究对象所处的磁场的方向及其分布情况。
③确定穿过闭合电路的磁通量的变化情况。
④根据楞次定律,判断闭合电路中感应电流的磁场方向。