第2节 电磁感应现象及其应用 必备知识·自主学习 一、磁通量 如图所示为一水平方向的匀强磁场,矩形线圈abcd水平放置。 (1)此时有磁感线穿过线圈吗?磁通量是多少? (2)线圈如何放置,穿过的磁感线条数最多? 提示:(1)没有磁感线穿过线圈,磁通量为零。 (2)线圈垂直于磁场放置时穿过的磁感线条数最多。 1.磁通量的两种表述: (1)设面积为S的平面与匀强磁场垂直,磁感应强度B与面积S的乘积,称为穿过这个平面的磁通量,用Φ表示,磁通量是标量。 (2)穿过某个面的磁通量可以理解为穿过该面的磁感线条数。 2.磁通量的计算:如果面积S与磁场垂直,Φ=BS,单位韦伯,符号Wb。如果面积S与磁场不垂直,设S与垂直于B的平面间的夹角为α,则磁通量为Φ=BScosα。 3.磁通密度:磁感应强度又称磁通密度,B=,其中Sn为垂直于磁场方向的面积,表示磁感应强度在数值上等于穿过垂直磁感线的单位面积的磁通量。 4.下列关于磁通量的说法正确的是①④ ①穿过某一平面的磁感线的条数越多,则穿过该面的磁通量越大。 ②由公式Φ=BS可知,在匀强磁场中,平面面积越大,磁通量越大。 ③磁通量有正、负之分,所以它是矢量。 ④磁通量越大,磁感应强度不一定越大。 二、电磁感应现象 如图所示,导体棒ad放在垂直于磁场放置的U形导轨上,形成回路,当导体棒ad向右运动时。 (1)穿过abcd的磁通量有没有发生改变? (2)闭合回路中有无感应电流? 提示:(1)穿过abcd的磁通量变大。 (2)闭合回路中有感应电流产生。 1.在下列三个探究中不同的操作下,闭合回路能产生电流的有②④⑤⑦⑧⑨,不能产生感应电流的有①③⑥。 探究一:如图甲所示,导体在磁场中运动。 操作:①当导体棒AB在磁场中静止或者平行于磁感线运动时;②当导体棒AB做切割磁感线运动时。 探究二:如图乙所示,条形磁铁插入或拔出螺线管。 操作:③条形磁铁静止在螺线管中;④条形磁铁插入螺线管;⑤条形磁铁拔出螺线管。 探究三:如图丙所示,磁场和导体无相对运动。 操作:⑥保持螺线管A中的电流不变;⑦增大螺线管A中的电流;⑧减小螺线管A中的电流;⑨断开开关瞬间。 2.产生感应电流的条件:只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就产生电流。 3.电磁感应:因闭合回路中磁通量变化而产生电流的现象,称为电磁感应,所产生的电流称为感应电流。 三、电磁感应的应用 如图所示是手机无线充电的原理图,下面是发射线圈与电源相连,上面是接收线圈与手机电池相连。 (1)发射线圈内的电流是恒定电流还是变化的电流? (2)在两个线圈中间放上一块玻璃板还能不能实现无线充电? 提示:(1)通以变化的电流,接收线圈的磁通量发生变化才能产生电流,因此需要发射线圈中的电流变化进而改变接收线圈位置处的磁场。 (2)在两个线圈中间放上一块玻璃板能实现无线充电,因为玻璃板不能隔绝磁场。 1.电磁感应现象的发现,进一步推动了电磁技术的发展,引领人类社会进入了电气时代。 2.电磁感应应用在计算机磁盘与磁记录、无线充电、动圈式话筒等。 (1)磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量。 (×) (2)磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量。 (×) (3)电磁感应现象是把电转变为磁的过程。 (×) (4)电磁感应是一种在变化、运动过程中才会出现的现象。(√) (5)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。 (√) (6)闭合线圈和磁场发生相对运动时,一定能产生感应电流。 (×) 关键能力·合作学习 知识点一 磁通量的性质及计算 1.磁通量的计算: (1)公式:Φ=BS。 适用条件: ①匀强磁场; ②磁感线与平面垂直。 (2)在匀强磁场B中,若磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。 2.磁通量的正、负: (1)磁通量是标量,但有正、负,当磁感线从某一面上穿入时,磁通量为正值,磁感线从此面穿出时即为负值。 (2)若同时有磁感线 ... ...
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