范文一:N匝线圈磁通量之我观
N 匝线圈磁通量之我观
设在 磁感应强度 为 B 的匀强 磁场 中,有一个面积为 S 且与磁场方向垂直的平面, 磁感应强度 B 与面积 S 的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量,简称磁通。 标量 , 符号“ Φ”。
磁通量的计算式是 θ
cos
BS
=
Φ,这个是没问题!
那有些人会说,那 N 扎线圈是不是就是 NBS (假如垂直射入)啊,我想说不是, 因为磁通量的另一种说法就是穿过这个平面的磁感线条数,很明显条数和你 N 匝没什么关系!只和 B (决定疏密) S (决定面积范围)有关系!
又有人说感应电动势计算时,要考虑的是 n 砸线圈的改变量,为什么要考虑 N 啊!
U=N△ φ/△ T
因为每一匝的磁通量改变速率都一样, 所以每一圈产生的感应电动势都相等, 而 每一圈就像是一节电池, n 节电池串联, 所以总电动势就是 n 倍的。 一言以蔽之, 磁感线还是那几条通过,只不过被那几个线圈重复利用 N 次吧了!
范文二:浅谈线圈磁通量的计算
浅谈谈圈磁通量的谈算
谈谈圈磁通量谈于一谈浅个匝数N截面谈谈S的谈圈置于磁感强度谈B的强磁谈中谈圈截面垂直于磁谈方向谈穿谈谈谈圈的磁通量谈多少 谈算匀
穿谈谈圈的磁通量竟是用谈是用谈于谈谈谈谈多谈料强谈穿谈谈圈的磁通量无谈也就个与匝数
是磁通量不受谈圈的影同理磁通量的谈化率也受谈圈的影匝数响匝数响2009年广州一模的物理卷中有谈谈一道谈 2009州一模广9如谈所示原副谈圈比谈匝数21的理想谈谈器正常工作谈A,原副谈圈磁通量之比谈21 B,原副谈圈谈流之比谈12 C,谈入功率和谈出功率之比谈11 D,原副谈圈磁通量谈化率之比谈11 谈准答案是BCDB和C谈谈是有谈谈的谈于理想谈谈器穿谈原副谈圈每一的磁通量是相同的同谈原两个没匝即
副谈圈每一的磁通量谈化率也是相同的因此谈谈谈器原副谈圈的每一谈谈谈有磁匝即匝来
通量之比谈11磁通量谈化率之比也谈11 但谈谈中提到的是原副谈圈的磁通量原副谈圈的磁通量谈化率 按照谈目的意思原副谈圈不是谈的谈圈穿谈每一的磁通量和穿匝它匝
谈谈圈的磁通量谈谈谈法有有什谈谈谈圈的磁通量无谈也就是磁通量不受两没区呢与匝数
谈圈的影同理磁通量的谈化率也受谈圈的影谈圈的磁通量无谈穿匝数响匝数响与匝数
谈谈圈的磁通量穿谈谈圈的磁通量谈谈圈的整角度谈以公式与两个从体ΦNBS谈算所得谈果才谈谈是穿谈谈圈的磁通量而以公式ΦΒS谈算所得谈果谈是穿谈谈圈截面的磁通量谈谈谈起谈用谈谈表示谈谈谈谈成一的谈合谈圈而用谈表示磁感谈穿谈此谈圈如谈个两匝虚1所示,
将匝会上述谈圈拉展成谈形谈谈合谈圈谈谈就谈谈磁感谈谈谈在谈形谈圈上如谈2所示,谈从2中不谈看出磁感谈反谈次谈方向地穿谈谈形谈谈圈如同有根磁感谈同谈穿谈谈圈一谈因而两匝两
可形象地谈谈生的磁通量谈一磁感谈穿谈谈合谈圈的截面使整谈圈谈生的两条即条两匝个
磁通量谈以此推想一磁感谈穿谈两条条N谈合谈圈截面谈穿谈整谈圈的磁通量谈匝个N条从匝体来,由此得出谈谈多谈合谈圈的整角度看穿谈谈圈的磁通量谈等于穿谈谈圈截面的磁通量谈圈的乘谈与匝数即ΦNBSΦ也作磁谈或全磁通 磁通量的念是穿谈称概
某一面谈的磁感谈就叫做穿谈谈面谈的磁通量,谈磁通量必谈强谈是穿谈一面条数个哪个
谈或一谈合回路的磁通量谈一多谈合谈圈谈穿谈的磁通量谈谈是穿谈由谈多哪个个匝来它个
匝构谈圈成的谈合回路的磁通量,而谈料中提供的谈算谈果是穿谈其截面谈的磁通量只是穿谈的磁通量的一部分 它,明了穿谈谈圈的磁通量确概确运念后我谈就能正地用公式ΦNBS谈算N谈圈的磁通量谈而用法拉第谈磁感谈定律匝运ΔΦΔt直接谈算整个来谈圈的感谈谈谈谈而不致于像原那谈先利用穿谈谈圈截面的磁通量ΦS算出1谈圈匝的感谈谈谈谈ΔΦSΔt再根据谈池串谈原理谈算出整谈圈的感谈谈谈谈个N E1NΔΦSΔt,故此谈谈谈穿谈谈圈截面的磁通量穿谈谈圈的磁通量谈不同念 磁谈区与两个概Φ谈磁称通谈谈匝数[,] 在中物理的中其谈提谈圈的磁通量造成每谈圈的磁通量学教学会匝与
整谈圈的磁通量的混淆 谈谈分谈圈截面磁通量谈圈磁通量 《个区与3-2》谈磁感谈之法拉第谈磁感谈定律 n1 n2 R
范文三:怎么计算线圈磁通量
怎么计算线圈磁通量
怎么计算线圈磁通量?
zwh2266
一般参考书上的意见是用线圈面积S乘以线圈的磁感应强度B,并不需要再乘线圈的匝数N.但是这么计算的话就造成线圈的感生电动势不等于线圈磁通量的变化率的问题.我个人认为还是应该乘上线圈匝数的.
cheng1969030
由定义式:Φ=BS,不论多少匝,磁通量是相同的,当磁通量发生变化时,每匝线圈中都产生相同方向电动势,相当于串联,所以E=nE0=ndΦ/dt。
sunjingquan
可以有两种理解方式。一种是程老师的理解,只研究一个线圈,这时磁通量就是BS,每个线圈都是一个小电源。也可以按楼主的理解来解释,这样整个线圈就相 当于一个,所求的电动势是总电动势。也就是说N匝线圈相当于将线圈的面积增大,但仍是一匝,磁通增大。感应电动势仍为磁通量的变化时与时间的比值,这样结 果仍是一样的,意义不同。
我们在发电的时候用多匝小面积线圈而不用一匝大面积线圈,是因为大面积的变化磁场不易提供,而多匝线圈可以起到大面积线圈的效果,而节省了占地面积和提供大面积磁场的难题。
zwh2266
我想程老师可能没有理解我的意思。我的想法就是不能机械地用公式Φ=BS来计算多匝线圈的磁通量,因为此公式中的S并不是指一个有“厚度”的面,不能机械地用在有一定长度的多匝线圈上。设想一个非圆柱形线圈(比如圆锥形)怎么去计算它的磁通量呢,
我发此贴的目的是想探讨一下参考书(或参考答案)对此问题的看法。惭愧得很,我所注意的参考书中都是用公式Φ=BS来计算线圈的磁通量的,至今没有看到 有乘以匝数来计算的。其理由就是无论线圈多少匝,穿过线圈的磁力线的条数与每一匝穿过的条数相等,所以单匝线圈的磁通量就是整个线圈的磁通量。我觉得这种 说法也有问题,毕竟磁力线并不是实际存在的线,只能用它的多少来形象地描述磁通量的大小,其关系不能等同于加速度是描述速度变化快慢的物理量这样的关系, 所以机械地用公式来计算有禁锢学生思想之嫌,不利于创新人才的培养。
sunjingquan
如果是圆锥形的线圈(线圈的面积成线性 变化),则可以用平均面积(最大面积与最小面积之和的一半)乘以匝数。如果不是圆锥形的线圈,则只能用积分的思想做了。对于高中生,现在还不要求那么高, 所以在练习册或是参考书中只研究所有的线圈的面积是相同的,都在同一个磁场中。
zwh2266
按楼上的理解,在计算圆柱形线圈的磁通量时应该要乘匝数。我的问题的关键并不在于其他形状的线圈磁通量怎么计算,而在于要不要剩N。如果要乘,则程老师的说法——不论多少匝,磁通量是相同的就是错误的,而应该是匝数越多磁通量越大。
sunjingquan
如果等效为一个线圈,则一定要乘匝数。但要研究每个线圈中的磁通量,则……
wmeili
磁通量的最初概念:磁感线的条数表示磁通量。那么,无论圈数如何,磁感线条数不变。
sunjingquan
桉楼主的说法,如果在一个匀强磁场中,一个N匝的圆锥形线圈,则磁通量怎么计算呀,
wmeili
那你能告诉我一个面积吗,因为B*S。
zwh2266
当然是计算每一匝线圈的磁通量然后再加起来呀.
shaoyx
有一点可能需要注意:磁通量本来是与某个闭合曲面相关联的,但线圈却无法构成闭合曲面,这是个麻烦。不过,我们可以把一匝线圈近似看成一个闭合曲面,这样N匝线圈的磁通量就应是那N个闭合曲面的磁通量的总和。
zwh2266
我发此贴的原因在我校前天进行了一次月考,其中有一道计算题:一个面积是0.1平方米的120匝线圈放在与线圈平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度在 0.3秒内由0变为0.2特斯拉,求线圈的磁通量的变化量.关于此题的解法,我与同年级的老师发生了争论,他坚持标准答案0.02Wb是正确的,而我认为 应该是2.4Wb,最后我在改卷时不得不把答这两个答案的学生都算做正确,并且告诉学生如果在高考中这样的题应该答0.02,因为参考书都是这么写的……
cheng1969030
这样不好,会给学生带来错觉,最好给学生订正一下。
shaoyx
教参是错误的~但一时也改不了,只能将错就错。所以,我赞同你都算对但高考时要注意的做法。
zwh2266
很多事情重要的是过程,而不是结果.但高考重要的是结果,而不是过程,这也是现阶段教育上的一大误区.所以我始终认为物理教育应当着重培养学生的科学素 养和科学素质,而不是解题的机器.因此我从不限制学生希奇古怪的结论,只要他这些结论是按他自己的理解推导出来的,我重点考察的就是学生的推导过程.就像 现在我提的这个问题一样,学生可以自由讨论,提出自己的看法,而不要被老师的结论左右.我担心的是要不要说明高考时按BS来计算线圈的磁通量.如果不是这 样,我将成为误人子弟的罪人,请老师们指点!
sunjingquan
我的意思也是将磁通量按乘N来计算,不然楼主的假设就不好说了。也就是说我们将N匝线圈当做一个线圈来处理。
shaoyx
要说明的首先是道理,其次是利弊,再次是建议,然后,把选择权留给正在快速成长的孩子们自己。
zwh2266
于我心有戚戚焉……
虽然我们俩的想法相同,但以这样的想法去参加考试肯定得不到分.因为自从我注意到这个问题以来,我查阅了我读高中时起(八十年代末)到现在的所谓最新资 料中的几十个类似问题,所有的标准答案都是以BS来表示线圈的磁通量,只有一本九十年代的成人高考书中说明了是每匝线圈的磁通量为BS.这充分说明以BS 来表示线圈的磁通量得到了公认,我也只能告诉学生在计算线圈的磁通量时千万不能乘匝数N,至于理由,看来我还得去找找.也许是我孤陋寡闻,在高考题中没有 找到这个问题的解答,不知道哪位老师还记得哪次高考中有计算线圈的磁通量的问题,若有,请在此提出,本人不胜感激.
wmeili
我的理解:磁通量是穿过某一面积的磁感线条数(有正负),条数固定磁通量固定。另:就是一种规定,本身磁感线就不存在,追根求源意义也不大。
zwh2266
我也只能是按这种方法来解释为什么不要乘N,不过用这种方法在计算圆锥型线圈和线圈在非匀强磁场中的磁通量时却碰到了问题,好在学生也没有提出这个问题.
另:任何事追根求源都有意义的,尤其对正在成长中的学生.我觉得对学生的问题,无论多么幼稚都不能掉以轻心.
sunjingquan
这就是我所说的两种观点。可以将线圈看作是一个,那么要乘N;也可以一个一个看,这时就不乘N。在不同的条件下题意的理解不同,所以结论也不同。
另:非常正确的观点,没有追求的目标,就没有正确的结论。
牛顿发现了光的干涉(牛顿环)实验,但不相信,并且一定要用光的粒子性来解释,使他错失了发现光的波动性的最好机会。而导致光的波动性理论出现晚了二百多年。
sukii
我列了一个式子不知对不对,请老师们指教:
B=F/IL;BS=FS/IL,S=L*d(L是宽度,d是长度);BS=Fd/I;BS=W/I。也就是说在平行导轨上,导体棒运动经过面积的磁通 量是安培力做功除以电流。假设导体棒和导轨都变成4根,摆放方向和磁场方向相同,那就是说总电阻减小为1/4,电流变为4倍,F=B^2L^2v/R,代 入前面的式子得BS也为原来的4倍,所以我认为楼主的想法是正确的。
wmeili
式子中总有不妥的地方,磁通量相联系的常常是电流的平均值,与功相联系的常常是有效值.
shaoyx
F=B^2L^2v/R说明安培力大了4倍,前面的式子是指哪个,BS=Fd/I,
zwh2266
你的推导我觉得是正确的,能有这样的想法很不错,不过你把最后一个式子两边同时除时间就能看出它的意义了:W与时间的比值为功率P,而P除电流就是感生电动势,而左边正好就是磁通量的变化率,正是法拉第电磁感应定律.
shaoyx
我不赞成花儿斑竹的理解,也不赞成楼主“按这种方法来解释为什么不要乘N”。
磁通量本来就是与某个曲面相关联的——磁通量应该是某个曲面的磁通量,所谓“线圈的磁通量”其实是指由线圈线围绕而成的、类似于螺旋楼梯的坡面那样的曲 面的磁通量,这种曲面形态复杂,直接计算困难,不过,我们可以把一匝线圈近似看成一个闭合曲线,它所围成的曲面(通常即圆平面)就简单多了,这样N匝线圈 的磁通量就应是那N个简单形状的曲面的磁通量的总和。
zwh2266
你的这种解释我是能接受的,不过我的意思是为什么几乎所有的参 考书都把线圈的磁通量计算为一匝线圈的磁通量,我找遍了我所有的参考书,莫不如此.所以我也不得不找方法来解释为什么不要乘N,并且把我找到的方法告诉学 生,由学生自己来判断.这也是为什么我总想在高考题中找到直接计算线圈磁通量题目的原因.至于你说的:"这样N匝线圈的磁通量就应是那N个简单形状的曲面 的磁通量的总和"也正是我的理解,不过这种理解也是得不到分的,因为现在的普遍看法是:这样N匝线圈的磁通量就应是那一个简单形状的曲面的磁通量.
shaoyx
教参虽不是圣经,却也已经圣经化了。“谎言千遍即成真理”,教参为此作了一个不错的注解。
sunjingquan
这也许就是我们物理语言中的一种常规说法,我们所说的磁通量就是指一个线圈中的磁通量。这样楼主的锥形线圈就要分别来计算了。
wmeili
我再重申我的观点:本身磁感线不存在,磁通量也就无从谈起,只不过引入这样一个量后,我们可以借助其来简单的解释问题,所以你只要掌握住你的认识就好了,或我们就按一个统一的标准来进行理解。
电磁感应定律可表述为:当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时,不论这种变化是什么原因引起的,回路中都会建立起感应电动势,且此感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值,即E=-dφ/dt。
在国际单位制中,E的单位为伏特,φ的单位为韦伯,t的单位为秒……应当指出,式中的φ是穿过回路所围面积的磁通量。如果回路系由N匝密绕线圈组成,而穿过每匝线圈的磁通量都等于φ,那么通过N匝密绕线圈的磁通匝数则为ψ=Nφ,也叫做磁链。
请参考:http://www.jswl.cn/course/dxwl/netteacher/default.asp?j=11
shaoyx
我对楼上引述内容的理解是:我们不妨只强调“每匝线圈的磁通量”这个概念,不提“整个线圈的磁通量”这个概念,使用“磁通匝数”或“磁链”这两个等价概念来取代“整个线圈的磁通量”这个概念。
wmeili
按上面的解释,应是这样理解。
shaoyx
那就按此统一意见吧,省得麻烦。
sunjingquan
现在的所有参考资料都是按一匝线圈的磁通量来计算的。这也许就是一种默认吧,我们也是无法更改的。
shaoyx
“按一匝线圈的磁通量来计算”不是问题,问题是以此作为整个线圈的磁通量就不对了。
sunjingquan
是,所以现在对磁通量的值也只能是理解为是在磁场中一匝线圈的磁通量.
wmeili
呵呵,这就是我们制定的标准。
zwh2266
非常感谢大家参与这一问题的讨论,这次讨论也让我受益匪浅,既学到了知识,也交了些朋友,再次向大家表示感谢。
这一问题的讨论我想也应该到此告一段落了,其实参考资料也只是说计算线圈的磁通量,但从来没提到整个线圈的磁通量,也许得到一个规范而严谨的说法还需要 一个过程,这倒是我想起了一个问题:教材上都说电动势是表征电源把其他形式的能转换为电能的本领大小的物理量,这里为什么要用表征一词,而不用表示一词 了,记得我还是学生的时候就感到很奇怪,因为这是我第一次在物理上学到的一个新词,而且在其他地方很少见。也许这个问题由语文老师来回答更合适吧。
wmeili
转化的多少除了和电动势有关系外,还和转移电荷的多少有关系,所以用表示不好。
shaoyx
查了一下,《现代汉语词典》里无“表征”这一词条,但有“表示”——事物本身显出某种意义或者凭借某种事物显出某种意义;《辞海》里无“表示”的词条,但有“表征”——揭示,阐明……也指事物显露在外的征象。
YuFengXing
我想上面的问题可以简化为磁通链和磁通量的关系。你们不防查下清华用的那本大学物理书。我也记不起来是第几册了。你们在讨论两个不同的概念,却用一个公式来讲解。
wmeili
呵呵,我们已经讨论的较为清楚了。
YuFengXing
我看到最后也没有找到你所说的较为清楚的回答,我今天特意找出来了我的大学物理书,清华书,电路,第一章,第七小节,下面有句:磁通与N匝数的交链,称为磁通链。所以这个是关键。毕竟是约定俗成的东西。定义明确后,这个问题就没有了异议了。
sunjingquan
结论就是平时所说的磁通量为一匝线圈的磁通量,不用乘N.
shaoyx
所谓“线圈的磁通量”会造成“每匝线圈的磁通量”与“整个线圈的磁通量”的混淆,所以还是不要提“线圈的磁通量”为好。
duoduoxing
下面我看到的一篇文章,请大家看看——
应该区分线圈截面磁通量与线圈磁通量(郭如松)
可以说,在几乎所有的物理资料中的磁场部分,都有类似这样的问题:有一截面积为S、匝数为N的线圈,置于磁感强度为B的匀强磁场中,线圈截面垂直于磁场 方向,则穿过该线圈的磁通量为多少,资料提供的计算公式为Φ=BS(许多教参与书籍为强调这种算法的正确性,还特别指出以公式Φ=NBS计算磁通量的方法 是错误的。
笔者认为,从线圈的整体角度讲,以公式Φ=NBS计算所得结果,才应该是穿过线圈的磁通量,而以公式Φ=ΒS计算所得结果则是穿过线圈截面的磁通量。
?现以一个模拟实验来说明前者是正确的:为简单起见,用实线表示软导线绕成一个两匝的闭合线圈,而用虚线表示“磁感线”穿过此线圈,如图1所示(将上述线 圈拉展成圆形单匝闭合线圈,这时就会发现“磁感线”缠绕在圆形线圈上,如图2所示(从图2中不难看出“磁感线”反复两次单方向地穿过圆形单匝线圈,如同有 两根磁感线同时穿过线圈一样,因而可形象地说产生的磁通量为“两条”,即一条磁感线穿过两匝闭合线圈的截面,使整个线圈产生的磁通量为“两条”,以此推 想,一条磁感线穿过N匝闭合线圈截面,则穿过整个线圈的磁通量为“N”条(由此得出结论:从多匝闭合线圈的整体角度来看,穿过线圈的磁通量应等于穿过线圈 截面的磁通量与线圈匝数的乘积,即Φ=N(BS),Φ也称作磁链或全磁通。
?磁通量的概念是:“穿过某一面积的磁感线条数,就叫做穿过这个面积的磁通量”(讲磁通量必须强调是穿过哪一个面积或哪一个闭合回路的磁通量,对一个多匝 闭合线圈来说,穿过它的磁通量,应该是穿过由这个多匝线圈构成的闭合回路的磁通量(而资料中提供的计算结果是穿过其截面积的磁通量,只是穿过它的磁通量的 一部分,故此,依笔者拙见:应该区别穿过线圈截面的磁通量与穿过线圈的磁通量这两个不同概念。
?当然,理解穿过线圈磁通量要比理解穿过线圈截面磁通量难得多,但我们可以借助于上述模拟实验来克服这一难点。作为物理概念应该严格、规范、统一,不能只考虑直观性,而不注重严格性。
?明确了穿过线圈的磁通量概念后,我们就能正确地运用公式Φ=NBS计算N匝线圈的磁通量,进而运用法拉第电磁感应定律=ΔΦ/Δt直接计算整个线圈的感 应电动势而不致于像原来那样,先利用穿过线圈截面的磁通量ΦS算出1匝线圈的感应电动势i=ΔΦS/Δt,再根据电池串联原理计算出整个线圈的感应电动 势=Ni=NΔΦS/Δt(而且也可以使学生避免常犯的一个错误,即用线圈截面磁通量的变化量ΔΦS除以线圈电阻R而得到通过线圈导线任一截面的电量 Δq,或者使学生避免用叠加原理去理解电量公式Δq=NΔΦS/R的物理意义而带来的困难。
shaoyx
赞同楼上的结论,但对其论证的方法表示怀疑。
YuFengXing
线圈截面的磁通量,这个概念是第一次听说。我不敢苟同这个人的观点,虽然有一定的合理性。不过这个是人为规定的,就像1+1=2一样,你说他为什么等于2,为什么2这样写,我认为写成二更合理,象形啊。不过这约定过了,接受就好。
比如坐标系方面。笛卡儿坐标系跟其他的坐标系有很多的地方存在着矛盾。不过,这些相互矛盾的坐标系推出来的结论都是正确的。所以现在很多人承认了这么多相互矛盾的坐标系的正确性。所以在复杂问题的时候有点怀疑反证法的正确性了。自己都不敢轻易使用。
zwh2266
哈哈,受益非浅~
我还是赞同shaoyx的观点:所谓“线圈的磁通量”会造成“每匝线圈的磁通量”与“整个线圈的磁通量”的混淆,所以还是不要提“线圈的磁通量”为好。不过书上都有“线圈的磁通量”的问题,回避不了,还是统一一个思想好,免得给学生造成误解。
范文四:浅谈线圈磁通量的计算
浅谈线圈磁通量的计算
对于一个匝数为N,截面积为S的线圈,置于磁感强度为B的匀强磁场中,线圈截面垂直于磁场方向,则穿过该线圈的磁通量为多少,
计算穿过线圈的磁通量竟是用??BS还是用??NBS,
对于这个问题,许多资料强调:穿过线圈的磁通量与匝数无关,也就是磁通量不受线圈匝数的影响.同理,磁通量的变化率也不受线圈匝数的影响。
下面举一个例子,2009年广州一模的物理卷中有这样一道题:
例1(2009广州一模?9)如图所示,原、副线圈匝数比为2:1的理想变压器正常工作时( )
A(原、副线圈磁通量之比为2:1
B(原、副线圈电流之比为1:2
C(输入功率和输出功率之比为1:1
D(原、副线圈磁通量变化率之比为1:1
标准答案是BCD,B和C两个选项是没有问题的。下面讨论一下A选项和D选项: 对于理想变压器,穿过原副线圈每一匝的磁通量是相同的,即?1??2,同样,原副线圈每一匝的磁通量变化率也是相同的,即??1
?t???2
?t[1] .因此,对变压器原、副线圈的每一
匝来说,应该有磁通量之比为1:1,磁通量变化率之比也为1:1. 但选项中提到的是原副线圈的磁通量、原副线圈的磁通量变化率. 按照题目
的意思,原副线圈不是单匝的线圈,穿过它每一匝的磁通量和穿过线圈的磁通量这两种说法有没有什么区别呢,按照许多资料和参考书的说法,线圈的磁通量与匝数无关,也就是磁通量不受线圈匝数的影响。同理,磁通量的变化率也不受线圈匝数的影响,则选项D是正确的,A是错误的。
通过这个例题可以看出,现在高中的物理教学中,普遍认为线圈的磁通量与匝数无关。但对于穿过线圈每一匝的磁通量与穿过线圈的磁通量这两个概念,也有人认为是应该加以区别的:认为从线圈的整体角度讲,以公式Φ=NBS计算所得结果,才应该是穿过线圈的磁通量,而以公式Φ=ΒS计算所得结果则是穿过线圈截面的磁通量[2]。论证方法如下:
为简单起见,用实线表示软导线绕成一个两匝的闭合线圈,而用虚线表示“磁感线”穿过此线圈,如图1所示(将上述线圈拉展成圆形单匝闭合线圈,这时就会发现“磁感线”缠绕在圆形线圈上,如图2所示(从图2中不难看出“磁感线”反复两次单方向地穿过圆形单匝线圈,如同有两根磁感线同时穿过线圈一样,因而可形象地说产生的磁通量为“两条”,
即一条磁感
线穿过两匝闭合线圈的截面,使整个线圈产生的磁通量为“两条”,以此推想,一条磁感线穿过N匝闭合线圈截面,则穿过整个线圈的磁通量为“N”条(由此得出结论:从多匝闭合线圈的整体角度来看,穿过线圈的磁通量应等于穿过线圈截面的磁通量与线圈匝数的乘积,即Φ=N(BS),Φ也称作磁链或全磁通。
磁通量的概念是:“穿过某一面积的磁感线条数,就叫做穿过这个面积的磁通量”(讲磁通量必须强调是穿过哪一个面积或哪一个闭合回路的
磁通量,对一个多匝闭合线圈来说,穿过它的磁通量,应该是穿过由这个多匝线圈构成的闭合回路的磁通量(而资料中提供的计算结果是穿过其截面积的磁通量,只是穿过它的磁通量的一部分。
明确了穿过线圈的磁通量概念后,我们就能正确地运用公式Φ=NBS计算N匝线圈的磁通量,进而运用法拉第电磁感应定律E=ΔΦ/Δt直接计算整个线圈的感应电动势而不致于像原来那样,先利用穿过线圈截面的磁通量ΦS算出1匝线圈的感应电动势E1=ΔΦS/Δt,再根据电池串联原理计算出整个线圈的感应电动势E=N E1=NΔΦS/Δt(
故此,应该区别穿过线圈截面的磁通量与穿过线圈的磁通量这两个不同概念。
上面的论证中出现了“磁链”这一概念,大学的物理教材一般不会提“穿过线圈的磁通量”这个概念,而把NΦ称为磁通匝链数[,]。
在中学物理的教学中,其实提“线圈的磁通量”这样的概念是很容易造成误解的,会造成“每匝线圈的磁通量”与“整个线圈的磁通量”的混淆,笔者认为,对于不是单匝的线圈,在计算磁通量的时候,应该指明是计算穿过线圈单匝的磁通量,这样就不会造成学生的误解。
参考文献
[1] 学海导航物理(3-2)学生用书.北京:首都师范大学出版社(2008:P2.
[2]郭如松. 应该区分线圈截面磁通量与线圈磁通量[J].中学物理教学参考.2001.(11)
[3]贾起民,郑永令,陈暨耀等.电磁学 第二版[M].北京:高等教育出版社.2001:P208.
范文五:解:通过线圈ACD的磁通量为
1(
解:通过线圈ACD的磁通量为
Cdd,,,,,BSmmI,,SSr,Dcos30a,:lI0[cos30]230d,,:,,:,alrtgr dr,l,a,2r,
3,alA,,II333002,(,),ln,ala,23,3a
da由于,所以,线圈ACD内的动生电动势为 ,,dt
d,m,,,idt ,Ill3330,,,[ln(1,),]aa322,
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2(
解: A,通过线圈abcd的磁通量为 ,
bBS,,d,,,damm,,SSi,l,li010 ldr,,rdr2,ll,022r
,il,l001,lln2dc2,l0
ll10B(1)由于l,,t,所以,ab中感应电动势为 2
d,m,,,idt
,Il,ldl00012 ,,ln,2dtl0
,,Ill0001,,,ln2l,0
由楞次定律可知,ab中感应电动势方向由b指向a,即a点为高电势。
i,Icos,tl,,t(2)由于和,所以,ab中感应电动势为 02
d,m,,,idt
,,il,ll,ldldi0010012,,ln,lln 2,,2dtl2dtl00,Il,l0001,,,(cos,t,,tsin,t)ln2l,0
1-2
3( ,,,,,,,,CA解:
,,,,,,,,,, ,,,O,1O221 ,,,,,,,,,,
B,,,,,,,,ID(1)
,,Bl,,2,1,4,8(V),方向A?B 11
,,Bl,,2,1,2,4(V),方向C?D 22
(2)
,,,8,412I,,,0.5(A) 2R2,4
U,,,,IR,,8,0.5,4,,6(V) AB1
U,U,,6(V) CDAB
(3)
111 U,,,,IR,U,,3(V)OB1AB1222
1U,U,,3(V) OBCD22
U,U,U,0(V) OOOBOB1212
1-3
4(
y解:
bxb,,,,,Byxdddmmb,,,S00
bxb,2,at,Bxyedydx0,,00xx
b1o22,atbdx ,Bx,(b,x)edx0,02
b11112345,at,Bbx,bx,xe()|002325
15,at,Bbe060
d,15,atm,,,Bbae,,逆时针方向。 i0d60t
1-4
5(
解:(1)
,d,1SdBNSdiim,i,,,,0RRdtRdtlRdt NS,,I,2,f,cos2,ft00lR
NS,,I,I,2f00mlR
2,30,0.004,75 ,4,10,,,25,2,10,,,30.25,10
,29.7(A)
(2)
I29.7222,3mQ,IR,()R,(),5,10,2.2(J)
22
(3)
2Q,f由于,所以频率增加一倍时,热量增加到原来的4倍。
1-5
6(
解:连接OM和ON,回路OMNO的电动势为
,,d,dB12mRSkR ,,,,,,,,,idtdt2,,,,O反时针方向。 ,,,, d,,MN中的电动势等于回路OMNO的电动势,即。
12kR ,,,,,i2
方向M?N。 MN
1-6
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