图1
答案 5.5×10-3 Wb
解析 线圈横截面为正方形时的面积
S1=L2=(0.20)2 m2=4.0×10-2 m2.
穿过线圈的磁通量
Φ1=BS1=0.50×4.0×10-2 Wb=2.0×10-2 Wb
横截面形状为圆形时,其半径r=4L/2π=2L/π.
截面积大小S2=π(2L/π)2= m2
穿过线圈的磁通量
Φ2=BS2=0.50×4/(25π) Wb≈2.55×10-2 Wb.
所以,磁通量的变化
ΔΦ=Φ2-Φ1=(2.55-2.0)×10-2 Wb=5.5×10-3 Wb
点评 磁通量Φ=BS的计算有几点要注意:
(1)S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积;
B是匀强磁场中的磁感应强度.
(2)磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响.同理,磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1也不受线圈匝数的影响.所以,直接用公式求Φ、ΔΦ时,不必去考虑线圈匝数n.
2.如图2所示,线圈平面与水平方向成θ角,磁感线竖直向下,设磁感应强度为B,线圈面积为S,则穿过线圈的磁通量Φ=________.
图2
答案 BScos θ
解析 线圈平面abcd与磁场不垂直,不能直接用公式Φ=BS计算,可以用不同的分解方法进行.可以将平面abcd向垂直于磁感应强度的方向投影,使用投影面积;也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于平面正交分解,使用磁感应强度的垂直分量.
解法一:把面积S投影到与磁场B垂直的方向,即水平方向a′b′cd,则S⊥=Scos θ,故Φ=BS⊥=BScos θ.
解法二:把磁场B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥,显然B∥不穿过线圈,且B⊥=Bcos θ,故Φ=B⊥S=BScos θ.
点评 在应用公式Φ=BS计算磁通量时,要特别注意B⊥S的条件,应根据实际情况选择不同的方法,千万不要乱套公式.
知识点二 感应电流的产生条件
3.下列情况能产生感应电流的是( )