如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量的变化量的绝对值分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则( )
A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2 C.ΔΦ1<ΔΦ2
D.不能判断ΔΦ1与ΔΦ2的关系
解析:本题的易错之处在于对磁感应强度的矢量性的理解不清而造成错解.磁感线的疏密程度表示B的大小,因此沿y轴方向B先减小后增大,故最有可能正确的为C项.
答案:C
能力达标
13.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,∠MOP=60°,在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,若此时O点的磁感应强度大小为B1.若将M处长直导线移至P处,则此时O点的磁感应强度大小为B2,那么B2与B1之比为( )
A.3∶1 B.3∶2 C.1∶1 D.1∶2
解析:本题易错之处是不会根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向,不会进行磁场的叠加.如图所示,当通有电流的长直导线在M、N两处时,根据安培定则,可知二者在圆心O处产
B1
生的磁感应强度都为2;当将M处长直导线移到P处时,两直导
B1
线在圆心O处产生的磁感应强度大小还是2,由平行四边形定则
B2
B223
及图中的几何关系可得,B=B=cos30°=2,故B项正确.
11
2
答案:B 14.
如图所示,有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B0=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1.0 cm.现在纸面内先后放上A、B、C三个圆绝缘圈,圆心均在O处,A绝缘圈半径为1.0 cm;B绝缘圈半径为2.0 cm;C绝缘圈半径为0.5 cm.
(1)若磁场方向不变,在磁感应强度减为0.4 T的过程中,A绝缘圈和B绝缘圈中磁通量各改变多少?
(2)若磁感应强度大小不变,在磁场方向转过30°角的过程中,C绝缘圈中的磁通量改变多少?
解析:本题的难点在于对绝缘圈在磁场中有效面积的理解. (1)A绝缘圈半径为1.0 cm,正好和圆形磁场区域的半径相等,而B绝缘圈半径为2.0 cm,大于圆形磁场区域的半径,但穿过A、B绝缘圈的磁感线的条数相等,因此在求通过B绝缘圈的磁通量时,面积S只能取圆形磁场区域的面积.
对A绝缘圈
-
磁通量的改变量ΔΦA=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10
-22
) Wb=1.256×104 Wb
-
对B绝缘圈,磁通量的改变量ΔΦMB=ΔΦA=1.256×104 Wb (2)原图中绝缘圈平面与磁场方苘垂直,绝缘圈平面与垂直磁场方向的夹角为θ1=0°;当磁场方向转过30°时,绝缘圈平面与垂直磁场方向的夹角为θ2=30°
对C绝缘圈,设C的半径为r,则ΦC1=B0πr2cosθ1 ΦC2=B0πr2cosθ2
磁通量的改变量ΔΦC=|ΦC2-ΦC1|=B0πr2(cos0°-
--
cos30°)≈0.8×3.14×5(5×103)2×(1-0.866) Wb=8.4×106 Wb
--
答案:(1)1.256×104 Wb 1.256×104 Wb
-
(2)8.4×106 Wb