区别电磁感应中的几组概念，本文主要内容关键词为：电磁感应论文,区别论文,概念论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、Φ、ΔΦ、
磁通量Φ=BS，表示穿过某一平面的磁感线条数。
磁通量变化量
例1 面积为
的矩形线圈在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中匀速转动，ω=1rad/s，如图1所示，求：
图1
(1)线圈在什么位置时，穿过线圈的磁通量最大？
(2)线圈在什么位置时穿过线圈的磁通量变化率最大？
(3)当线圈转到跟磁场方向成30°时，穿过线圈的磁通量变化率多大？
分析 (1)磁感强度B为定值，由公式Φ=BS知，磁通量的大小与有效面积成正比。故当线圈与磁场垂直时磁通量最大。
Φm=BS=0.4×0.5=0.2(Wb)。
(2)磁通量变化率的大小可以从穿过线圈的磁通量跟线圈在磁场中从中性面位置转过的角度之间的函数图象来分析。设图1所示位置t=0，则Φ=BSsinθ=BSsinωt。可见中Φ～ωt图象为一正弦曲线，如图2所示。
由图象知，
，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大，但曲线在这些点斜率为0，即磁通量变化率为0。
图2
当ωt=kπ，k=0,1,2,3,...时，线圈与磁场平行，穿过线圈的磁通量为0，而曲线在这些点的斜率数值最大，即磁通量变化率最大。
(3)求线圈转到跟磁场方向成30°时的磁通量变化率，有同学可能会想到用公式，但求得的是磁通量的平均变化率，而所要求的是线圈转过30°时的磁通量的瞬时变化率，因此不可用。可以“由果溯因”，即由ε来确定磁通量变化率。
当线圈转过30°时，穿过线圈的磁通量变化率即为此时线圈中感应电动势的瞬时值，所以
二、内电路与外电路：路端电压与感应电动势
发生电磁感应现象的导体相当于电源，在电源内部感应电动势方向与感应电流方向相同，都从负极指向正极，即从低电势流向高电势，而在电源外部电流从高电势流向低电势。要注意：当接有外电路时，电源两端的电压是外电路电压。
例2 图3表示一根由均匀电阻丝围成的正方形线框，在外力控制下匀速通过有界的匀强磁场区域，分别定性地绘出线框上ab两点电势差与时间的函数图象。
分析 当线圈尚未进入磁场区时，没有产生感应电流。
图3
当ab边进入磁场，线圈中磁通量变化，产生感应电流。ab是接上外电路的电源，ab边切割磁感线产生感应电动势。由右手定则判断出ab上电流方向为b→a，
，感应电动势大小ε=BLv为定值，ab两点间的电压指的是外压，
当cd边进入磁场时，ab和cd边都产生感应电动势，ab相当于开路时的电源，由右手定则判断出，ab两点间的电压指的是感应电动势
当线圈继续运动，在磁场中只有cd边时，cd边相当于电源，由右手定则判断出cd上电流方向为c→d，ab为外电路的一部分，故
图4
三、电量与热量
回路中的磁通量变化时，产生感应电流。在Δt时间内迁移的电量为
可见电量仅由回路电阻和磁通量变化的大小决定，与发生磁通量变化的时间无关。
而磁通量变化的时间不同，产生的感应电动势、感应电流不同，产生的热量也不同。
在电流有效值和平均值不同的情况下：
(1)计算通过导体的电量时，只能用平均值，不能用有效值；
(2)计算通过导体的热量时，只能用有效值，不能用平均值。
例3 如图5所示，一根阻值为R的导体棒横跨在相距为L的平行光滑的金属导轨上，将导体棒以速度v拉过匀强磁场，设磁场宽度为d，则电阻R上产生的热量和通过的电荷量各是多少？（其余电阻不计）
图5
分析 导体棒匀速穿过磁场，电动势的有效值与平均值相等，都是ε=BLv，因此
例4 如图6所示，矩形线框abcd的边长
，线框总电阻为r，ab间接入电阻R，并串入安培表。线框以ab为轴，在磁感强度为B的匀强磁场中匀速转动，角速度为ω，从图示位置转过90°过程中，求：
(1)通过安培表的电量？
(2)电阻R上的热量？
图6
分析，线框中产生的电流的有效值与平均值不同。
练习 如图7所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动，角速度为ω2πrad/s，外电路电阻R=4Ω，求：
图7
(1)转动过程中感应电动势的最大值；
(2)由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势；
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
(4)交流电压表的示数；
(5)使线圈转动一周外力做的功；
周期内通过R的电量为多少？