高中物理 | 判断磁通量变化常见的错误

判断回路中磁通量是否发生变化，是判断是否产生感应电动势或感应电流的关键。而判断磁通量是否变化，容易出现以下问题。

1、忽视磁通量的正负

例1、如图1，通有恒定电流的直导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置I平移到位置II，第二次将金属框由位置I翻转到位置II，设两次通过金属框截面的电量分别为

，则（ ）

A.

B.

C.

D.

图1

分析：磁通量是标量，但也有正负之分。此题若只注意磁通量的量值，而忽视其正、负的变化，将错选B。

如图2，设线圈的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，规定由上向下穿过线圈的磁通量为正，则甲、乙两种情况下的磁通量分别为

。两者虽然数值相同，但意义不同。

图2

例1中，设线圈在位置I时，通过线圈的磁通量为正，且数值为

，在位置II时通过线圈的磁通量数值为

，如图3所示。

图3

由法拉第电磁感应定律知

第一次将金属框由位置I平移到位置II，磁通量的变化量为

第二次将金属框由位置I翻转到位置II，磁通量的变化量为

第二次磁通量变化大，通过的电量多。选A。

2、错选回路

例2、闭合铜环与闭合金属框相接触，在匀强磁场中如图4所示，当铜环向右移动时（金属框不动），下列说法正确的是（ ）

A.闭合铜环内没有感应电流，因为磁通量没有变化。

B.金属框内没有感应电流，因为磁通量没有变化。

C.金属框ad边有感应电流，方向从a流向d。

D.ebcfh回路有感应电流，由楞次定律可判定电流方向为逆时针。

图4

分析：此题易误选A。如果只注意到在闭合铜环运动的过程中，闭合回路egfh的磁通量没有发生变化，将认为没有感应电流产生。这里不应忽视其它回路的磁通量变化。

在铜环向右移动的过程中，虽然闭合回路egfh的磁通量没有变化，但与之相联系的回路eadfg和回路ebcfh的磁通量却同时发生变化。因此，回路中有感应电流产生。电流方向可以根据楞次定律进行判断（回路eadfg的磁通量在逐渐增加，将有逆时针方向的感应电流；回路ebcfh的磁通量在逐渐减小，将有顺时针方向的感应电流）。

图5

此题也可以用等效法分析。将做切割磁感线运动的线圈egfh等效成两条直导棒，如图5甲所示，整个回路即可等效如图乙所示的电路，电流情况一目了然。

3、观察角度选取不当

“横看成岭侧成峰”。研究磁场，选取的观察角度不同，研究效果也有所差异。

例3、如图6，在一通电直导线附近有一闭合线框abcd，线框与通电导线共面，现将闭合线框abcd垂直纸面向里平移，试分析线框的感应电流情况。

图6

分析：一般审完题，同学们会作出如图7的示意图。对于图7，往往会使人误认为线框中的磁通量没有发生变化，从而得出线框中无感应电流的结论。

图7

其实图7并不能展现出通电直导线在垂直纸面向里方向上的磁场的变化。

变换观察角度，从上向下观察，如图8所示。很容易看出穿过线框的磁通量逐渐减少，由楞次定律不难判断，线框中的感应电流沿顺时针方向，即abcda。

图8

综上所述，要把握好回路中是否有磁通量变化，应注意三点：

（1）准确地选取所要研究的回路。

（2）恰当地选择观察角度，分析引起磁通量变化的因素的变化情况。

（3）准确地判断出磁通量的变化情况，不仅要注意它的数值变化，还要注意其正负。