磁通量及产生电磁感应的条件（原卷版）

第82沸磁通量及产生电称感应的条件

1.(2020•上海)如图所示，线框abed的左侧放置一通有恒定电流的长直导线，线框从位置I按照

以下四种方式运动，磁通量变化的绝对值最大的是()

A.平移到位置II

B.以bd为转轴转到位置II

C.以MN为转轴转到位置1H

D.平移到以MN为对称轴的位置HI

一,知识回顾

1.磁通量

(D定义：匀强磁场中，磁感应强度4与垂直磁场方向的面积S的乘积叫作穿过这个面积的磁通

量，简称磁通。我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。

(2)公式：(D=BS°

(3)公式的适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场方向的有效面积。

(4)单位：韦伯(Wb),1Wb=lT-m2o

(5)标量性：磁通量是标量，但有正负之分。磁通量的正负是这样规定的：任何一个平面都有正、

反两面，若规定磁感线从正面穿出时磁通量为正，则磁感线从反面穿出时磁通量为负。

(6)物理意义:

相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图所示，矩形aAd、abb'或、a'b'cd的面积分别

为S、£、匀强磁场的磁感应强度8与平面a'b'cd垂直，则：

(1)通过矩形aAd的磁通量为85cos。或陋

(2)通过矩形以b'cd的磁通量为煞.

（3）通过矩形他力,，的磁通量为。.

2.磁通量的变化量

在某个过程中，穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量史与初磁通量内的差值，即

A。=。2—0］。

磁通量变化的常见情况

变化情形举例磁通量变化量

永磁体靠近或远离线圈、电磁铁（螺

磁感应强度变化A。=△外S

线管）内电流发生变化

守XX

有磁感线穿过的回路面

XX

积变化

闭合线圈的部分导线做切割磁感线

有效面

运动，如图△①=B«AS

积变化

工03X

回路平面与磁场夹角变

化X>X

线圈在磁场qP转动，如图

中

磁感应强度和有效面积同时变化4A（D=（i）>—a入

弹性线圈在向外罚m勺过程中，如图

3.磁通量的变化率（磁通量的变化快慢）

△①

磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值，即了70

4.电磁感应现象与感应日流

“磁生电”的现象叫电磁感应，产生的电流叫作感应电流。

5.产生感应电流的条件

当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。

判断感应电流能否产生的思维导图：

6.电磁感应现象的两种典型情况

(1)闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动。

(2)穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。

7.电磁感应现象的实质

电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果导体回路闭合则产生感应电流；如果导体回路不

闭合，则只产生感应电动势，而不产生感应电流。

8.能量转化

发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。

二.例题精析

题型一：基本概念一一磁通量及其变化量

例1.如图所示，正方形线圈abed位于纸面内，边长为L,匝数为N,过ab中点和cd中点的连线

OO'恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为

市，若线圈绕OO'轴转过60°的过程中，磁通量的变化量为△①，则关于中和△中的大小正确

NBL2NB0

B.

24

NB17

D.NBL2,

2

题型二：磁通量变化产生感应电流

例2.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在卜.列四种情况下，线框中会产生感应电流的

A.如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动

B.如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动

C.如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动

D.如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动

题型三：部分导体切割产生感应电流

例3.如图所示为感应式发电成，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，Oi,02是

铜盘轴线导线的接线端,M、N是电流表的接线端，现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是（）

A.将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置

B.将电流表的接线端M、N分别连接0i,a位置

C.将电流表的接线端M、N分别连接Oi,02位置

D.将电流表的接线端M,N分别连接c,d位置

题型四：电磁感应现象的应用

例4.（2020♦新课标II）管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所

示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电

流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（）

A.库仑B.霍尔C.洛伦兹D.法拉第

三.举一反三，巩固练习

1.如图甲所示，水平地面上有一边长为L的正方形ABCD区域，其下方埋有与地面平行的金属管

线，为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试

探小线圈P在地面探测，如图乙所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒

接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P的中心在直线AC上的

不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流.将线圈P静置于B处，当线

圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与直线BD成45°角时,线圈中感应电

流消失，由上述现象可以推测（）

A.金属管线中的电流大小和方向一定不变

B.线圈P在D处时，P中一定没有感应电流

C.电流金属管线沿AC走向，埋覆深度为弓L

D.电流金属管线沿BD走向，埋覆深度为日L

2.有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的

磁感线重合，如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具.上方某位置，线圈贴着模具上

下移动的过程中，下列说法正确的是（地磁场很弱，可以忽略）（）

A.线圈切割磁感线.线圈中出现感应电流

B.线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流

C.由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电流产生

D.若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流

3.如图所示，MN是矩形导线框abed的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下过程

中，abed中有感应电流产生且感应电流的方向为abeda的是（）

A.将abed向左平移

B.将abed垂直纸面向外平移

C.将abed以MN为轴转动30°

D.将abed以ab为轴转动3（）°

4.如图所示，粒定的匀强磁场中有一金属圆环垂直于磁场放置，电键S可控制圆环的闭合与断开,

下列各情况中能使圆环产生感应电流的是（）

A.S闭合瞬间

B.S闭合后，磁场变强

C.S闭合，再断开的瞬间

D.S闭合后，环在磁场内平移

5.为了探究当磁铁靠近线圈时在线圈中产生的感应电动势E与磁铁移动所用时间之间的关系,

某小组同学设计了如图所示的实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁

和挡光片固定在运动的小车上，小车经过光电门时，电脑会自动记录挡光片的挡光时间△[,以

及相应时间内的平均感应电动势E.改变小车的速度，多次测量，记录的数据如下表：

次数1234567g

测量值

E/V0.1160.1360.1700.1910.2150.2770.2920.329

△t/X10'3s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646

（1）实验操作过程中，线圈与光电门之间的距离（选填“保持不变”或“变化”），从而

实现了控制不变.

（2）在得到上述表格中的数据之后，他们想出两种办法处理数据.第一种是计算法：需要算

出,若该数据基本相等，则验证了E与成反比.第二种是作图法：在直角坐标系中作

出的关系图线，若药线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与at成反比.

6.如图所示，完全相同的甲、乙两个通电圆环同轴平行放置，甲的圆心为0],乙的圆心为02,在

两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aOi=Chb=bO2=O2c,此时b点的磁感应强度大小为

Bi,c点的磁感应强度大小为B2。现将甲撤去，则a点的磁感应强度大小为（）

甲乙

A.B2一号B.Bi-与C.Bi-B2D.Bi

7.面积为5cm2的矩形导线圈处于磁感应强度大小为0.02T、方向水平的匀强磁场中，线圈平面与

磁感线方向垂直，穿过该线圈的磁通量为Wb,若以线圈ab边为轴，使线圈顺时针转

动90°,则在该转动过程中，穿过该线圈的磁通量（填“变大”、“变小”、“不变”或

“先变大后变小”）.

8.如图所示，是一条形磁铁周围部分磁感线分布示意图，线00,是条形磁铁的中轴线。在磁场中

取两个圆环Si、S2位置进行研究，圆环Si、S2面积相等，P、Q两点位于圆环Si上下对称点上,

P、P'两点位于两圆环Si、S2相同位置的点上。下列说法正确的是（）

A.P点磁感应强度的大小比Q点大

B.P点磁感应强度的大小比P'点小

C.穿过Si的磁通量比穿过S2的大

D.穿过Si的磁通量与穿过02的一样大

9.物理中存在“通量”这个物理量，“通量”的定义要用到高等数学知识.在高中阶段，对“通量”

的定义采用的是简单化处理方法并辅以形象化物理模型进行理解.

（1）“磁通量”就是一种常见的“通量”.在高中阶段我们是这样来定义“磁通量”的：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，面枳为S,我们把B与S的乘枳叫做

穿过这个面积的磁通量（图1），简称磁通.用字母巾表示，则6=BS.磁通量可以形