3.磁通量的变化
大致可分为以下几种情况:
(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.如图2(a)所示.
(2)有效面积S不变,磁感应强度B发生变化.
如图(b)所示.
(3)磁感应强度B和有效面积S都不变,它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.
图2
4.用磁感线的条数表示磁通量.当回路中有不同方向的磁感线穿过时,磁通量是指穿过某一面磁感线的"净"条数,即不同方向的磁感线的条数差.
思考
将两个同圆心但大小不同的线圈套在条形磁铁上,通过哪个线圈的磁通量大?
答案 通过小线圈的磁通量大.若穿过某一平面的磁感线既有穿出,又有穿入,则穿过该面的合磁通量为磁感线的净条数.
典例分析:
例2 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量,如图3所示,通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面,第一次将线框由位置1平移到位置2,第二次将线框绕cd边翻转到位置2,设先后两次通过线框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则( )
图3
A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.无法确定
解析 设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1,在位置2时的磁通量为Φ2,直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强,故Φ1>Φ2.
将闭合线框从位置1平移到位置2,磁感线是从闭合线框的同一面穿过的,所以ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2;将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2,磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过,所以ΔФ2=|(-Φ2)-Φ1|=Φ1+Φ2(以原来穿过的方向为正方向,则后来从另一面穿过的方向为负方向).故正确选项为C.
答案 C
磁通量虽然是标量,但有正、负.该题中线框由位置1平移到位置2和绕cd边翻转到位置2时,在位置2的磁通量大小都相等,但磁感线穿入的方向相反.
例3 边长L=10 cm的正方形线框有10匝,固定在匀强磁场中,磁场方向与线框平面间的夹角θ=30°,如图4所示,磁感应强度随时间的变化规律为B=2+3t(T),求: