磁通量及產生電磁感應的條件（原卷版）

第82沸磁通量及產生電稱感應的條件

1.(2020?上海)如圖所示，線框abed的左側放置一通有恒定電流的長直導線，線框從位置I按照

以下四種方式運動，磁通量變化的絕對值最大的是()

A.平移到位置II

B.以bd為轉軸轉到位置II

C.以MN為轉軸轉到位置1H

D.平移到以MN為對稱軸的位置HI

一,知識回顧

1.磁通量

(D定義：勻強磁場中，磁感應強度4與垂直磁場方向的面積S的乘積叫作穿過這個面積的磁通

量，簡稱磁通。我們可以用穿過這一面積的磁感線條數的多少來形象地理解。

(2)公式：(D=BS°

(3)公式的適用條件：①勻強磁場；②S是垂直磁場方向的有效面積。

(4)單位：韋伯(Wb),1Wb=lT-m2o

(5)標量性：磁通量是標量，但有正負之分。磁通量的正負是這樣規定的：任何一個平面都有正、

反兩面，若規定磁感線從正面穿出時磁通量為正，則磁感線從反面穿出時磁通量為負。

(6)物理意義:

相當于穿過某一面積的磁感線的條數.如圖所示，矩形aAd、abb'或、a'b'cd的面積分別

為S、￡、勻強磁場的磁感應強度8與平面a'b'cd垂直，則：

(1)通過矩形aAd的磁通量為85cos。或陋

(2)通過矩形以b'cd的磁通量為煞.

（3）通過矩形他力,，的磁通量為。.

2.磁通量的變化量

在某個過程中，穿過某個平面的磁通量的變化量等于末磁通量史與初磁通量內的差值，即

A。=。2—0］。

磁通量變化的常見情況

變化情形舉例磁通量變化量

永磁體靠近或遠離線圈、電磁鐵（螺

磁感應強度變化A。=△外S

線管）內電流發生變化

守XX

有磁感線穿過的回路面

XX

積變化

閉合線圈的部分導線做切割磁感線

有效面

運動，如圖△①=B?AS

積變化

工03X

回路平面與磁場夾角變

化X>X

線圈在磁場qP轉動，如圖

中

磁感應強度和有效面積同時變化4A（D=（i）>—a入

彈性線圈在向外罰m勺過程中，如圖

3.磁通量的變化率（磁通量的變化快慢）

△①

磁通量的變化量與發生此變化所用時間的比值，即了70

4.電磁感應現象與感應日流

“磁生電”的現象叫電磁感應，產生的電流叫作感應電流。

5.產生感應電流的條件

當穿過閉合導體回路的磁通量發生變化時，閉合導體回路中就產生感應電流。

判斷感應電流能否產生的思維導圖：

6.電磁感應現象的兩種典型情況

(1)閉合導體回路的一部分做切割磁感線運動。

(2)穿過閉合導體回路的磁通量發生變化。

7.電磁感應現象的實質

電磁感應現象的實質是產生感應電動勢，如果導體回路閉合則產生感應電流；如果導體回路不

閉合，則只產生感應電動勢，而不產生感應電流。

8.能量轉化

發生電磁感應現象時，機械能或其他形式的能轉化為電能。

二.例題精析

題型一：基本概念一一磁通量及其變化量

例1.如圖所示，正方形線圈abed位于紙面內，邊長為L,匝數為N,過ab中點和cd中點的連線

OO'恰好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上，磁感應強度為B,則穿過線圈的磁通量為

市，若線圈繞OO'軸轉過60°的過程中，磁通量的變化量為△①，則關于中和△中的大小正確

NBL2NB0

B.

24

NB17

D.NBL2,

2

題型二：磁通量變化產生感應電流

例2.如圖所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導線框。在卜.列四種情況下，線框中會產生感應電流的

A.如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運動

B.如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動

C.如圖丙所示，線框繞位于線框平面內且與磁感線垂直的軸線AB轉動

D.如圖丁所示，線框繞位于線框平面內且與磁感線平行的軸線CD轉動

題型三：部分導體切割產生感應電流

例3.如圖所示為感應式發電成，a、b、c、d是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點，Oi,02是

銅盤軸線導線的接線端,M、N是電流表的接線端，現在將銅盤轉動，能觀察到感應電流的是（）

A.將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置

B.將電流表的接線端M、N分別連接0i,a位置

C.將電流表的接線端M、N分別連接Oi,02位置

D.將電流表的接線端M,N分別連接c,d位置

題型四：電磁感應現象的應用

例4.（2020?新課標II）管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接。焊機的原理如圖所

示，圓管通過一個接有高頻交流電源的線圈，線圈所產生的交變磁場使圓管中產生交變電流，電

流產生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學規律的發現者為（）

A.庫侖B.霍爾C.洛倫茲D.法拉第

三.舉一反三，鞏固練習

1.如圖甲所示，水平地面上有一邊長為L的正方形ABCD區域，其下方埋有與地面平行的金屬管

線，為探測地下金屬管線的位置、走向和埋覆深度，先讓金屬管線載有電流，然后用閉合的試

探小線圈P在地面探測，如圖乙所示，將暴露于地面的金屬管接頭接到電源的一端，將接地棒

接到電源的另一端，這樣金屬管線中就有沿管線方向的電流。使線圈P的中心在直線AC上的

不同位置保持靜止（線圈平面與地面平行），線圈中沒有感應電流.將線圈P靜置于B處，當線

圈平面與地面平行時，線圈中有感應電流，當線圈平面與直線BD成45°角時,線圈中感應電

流消失，由上述現象可以推測（）

A.金屬管線中的電流大小和方向一定不變

B.線圈P在D處時，P中一定沒有感應電流

C.電流金屬管線沿AC走向，埋覆深度為弓L

D.電流金屬管線沿BD走向，埋覆深度為日L

2.有人根據條形磁鐵的磁場分布情況用塑料制作了一個模具，模具的側邊界剛好與該條形磁鐵的

磁感線重合，如圖所示。另取一個柔軟的彈性導體線圈套在模具.上方某位置，線圈貼著模具上

下移動的過程中，下列說法正確的是（地磁場很弱，可以忽略）（）

A.線圈切割磁感線.線圈中出現感應電流

B.線圈緊密套在模具上移動過程中不出現感應電流

C.由于線圈所在處的磁場是不均勻的，故而不能判斷線圈中是否有電流產生

D.若線圈平面放置不水平，則移動過程中會產生感應電流

3.如圖所示，MN是矩形導線框abed的對稱軸，其左方有垂直于紙面向外的勻強磁場。以下過程

中，abed中有感應電流產生且感應電流的方向為abeda的是（）

A.將abed向左平移

B.將abed垂直紙面向外平移

C.將abed以MN為軸轉動30°

D.將abed以ab為軸轉動3（）°

4.如圖所示，粒定的勻強磁場中有一金屬圓環垂直于磁場放置，電鍵S可控制圓環的閉合與斷開,

下列各情況中能使圓環產生感應電流的是（）

A.S閉合瞬間

B.S閉合后，磁場變強

C.S閉合，再斷開的瞬間

D.S閉合后，環在磁場內平移

5.為了探究當磁鐵靠近線圈時在線圈中產生的感應電動勢E與磁鐵移動所用時間之間的關系,

某小組同學設計了如圖所示的實驗裝置：線圈和光電門傳感器固定在水平光滑軌道上，強磁鐵

和擋光片固定在運動的小車上，小車經過光電門時，電腦會自動記錄擋光片的擋光時間△[,以

及相應時間內的平均感應電動勢E.改變小車的速度，多次測量，記錄的數據如下表：

次數1234567g

測量值

E/V0.1160.1360.1700.1910.2150.2770.2920.329

△t/X10'3s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646

（1）實驗操作過程中，線圈與光電門之間的距離（選填“保持不變”或“變化”），從而

實現了控制不變.

（2）在得到上述表格中的數據之后，他們想出兩種辦法處理數據.第一種是計算法：需要算

出,若該數據基本相等，則驗證了E與成反比.第二種是作圖法：在直角坐標系中作

出的關系圖線，若藥線是基本過坐標原點的傾斜直線，則也可驗證E與at成反比.

6.如圖所示，完全相同的甲、乙兩個通電圓環同軸平行放置，甲的圓心為0],乙的圓心為02,在

兩環圓心的連線上有a、b、c三點，其中aOi=Chb=bO2=O2c,此時b點的磁感應強度大小為

Bi,c點的磁感應強度大小為B2。現將甲撤去，則a點的磁感應強度大小為（）

甲乙

A.B2一號B.Bi-與C.Bi-B2D.Bi

7.面積為5cm2的矩形導線圈處于磁感應強度大小為0.02T、方向水平的勻強磁場中，線圈平面與

磁感線方向垂直，穿過該線圈的磁通量為Wb,若以線圈ab邊為軸，使線圈順時針轉

動90°,則在該轉動過程中，穿過該線圈的磁通量（填“變大”、“變小”、“不變”或

“先變大后變小”）.

8.如圖所示，是一條形磁鐵周圍部分磁感線分布示意圖，線00,是條形磁鐵的中軸線。在磁場中

取兩個圓環Si、S2位置進行研究，圓環Si、S2面積相等，P、Q兩點位于圓環Si上下對稱點上,

P、P'兩點位于兩圓環Si、S2相同位置的點上。下列說法正確的是（）

A.P點磁感應強度的大小比Q點大

B.P點磁感應強度的大小比P'點小

C.穿過Si的磁通量比穿過S2的大

D.穿過Si的磁通量與穿過02的一樣大

9.物理中存在“通量”這個物理量，“通量”的定義要用到高等數學知識.在高中階段，對“通量”

的定義采用的是簡單化處理方法并輔以形象化物理模型進行理解.

（1）“磁通量”就是一種常見的“通量”.在高中階段我們是這樣來定義“磁通量”的：設在磁感

應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面枳為S,我們把B與S的乘枳叫做

穿過這個面積的磁通量（圖1），簡稱磁通.用字母巾表示，則6=BS.磁通量可以形