磁通量公式适用条件(高中物理必修第三册-磁通量的理解与计算)
磁通量公式适用条件(高中物理必修第三册-磁通量的理解与计算)
1.磁通量的理解与计算
(1)设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通。其公式:Φ=BS。公式适用的条件:①匀强磁场;②磁场与平面垂直。
(2)在匀强磁场B中,若磁感应强度B不与研究的平面垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感应强度B方向上的投影面积。Φ=BScosθ,式中Scosθ即为面积S在垂直于磁感应强度B方向的投影面积,我们称之为“有效面积”(如图丁所示)。
(3)Φ=BScosθ可以改写为Φ=BSsinα,其中α是磁感应强度B与待研究面的夹角。
(4)磁通量可以用穿过某个面的磁感线条数来形象描述,穿过的条数越多磁通量越大。
2.磁通量的正、负
(1)磁通量是标量,但有正、负,若以磁感线从某一面上穿入时的磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时的磁通量为负值。
(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量大小为Φ1,反向磁通量大小为Φ2,则穿过该平面的合磁通量Φ=Φ1-Φ2。
(3)磁感线经过一闭合曲面的磁通量为零,因为有穿进的必然同时有穿出的。
3.磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1
(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS。
(2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S。
(3)当B和S同时变化时,ΔΦ=Φ2-Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。
磁通量大小的分析与判断
(1)定量计算
通过公式Φ=BS来定量计算,计算磁通量时应注意的问题:
①明确磁场是否为匀强磁场,知道磁感应强度的大小。
②平面的面积S应为磁感线通过的有效面积。当平面与磁场方向不垂直时,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确找出垂直面积。
③线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。
(2)定性判断
磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”,当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时,此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和。
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