磁通量的解释和例题
- 磁通量是什么意思
磁通量是指，一个封闭曲面所包围的面积内的磁感线条数。在一般情况下，磁力线是闭合曲线，一个面积内的磁力线越多，磁通量就越大。磁通量的单位是韦伯（Wb），磁通量的变化率是描述磁通量变化快慢的物理量。
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磁通量例题或考题：
【题目】已知一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的电动势表达式为e = E_{m}\sin\omega t。其中E_{m}为最大值，线圈平面与磁场垂直，线圈的匝数和电阻均不计。
（1）求线圈中电流的方向随时间变化的关系式；
（2）若线圈平面与磁场平行时，线圈中电流为多少？
（3）若线圈平面与磁场垂直时，线圈中电流为多少？
【答案】
（1）线圈中电流方向每经过一个周期改变一次，即每秒改变两次。电流随时间变化的关系式为i = I_{m}\sin\omega t。其中I_{m}为最大值。
（2）当线圈平面与磁场平行时，线圈中电流为零。因为此时线圈中没有磁通量，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势也为零。
（3）当线圈平面与磁场垂直时，线圈中的磁通量最大，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势最大。此时电流为I_{m}。
【解析】
（1）根据表达式e = E_{m}\sin\omega t可知，电动势的最大值为E_{m}，频率为\omega = \frac{2\pi}{T}。根据正弦函数的性质可知，线圈中电流的方向每经过一个周期改变一次，即每秒改变两次。因此，电流随时间变化的关系式为i = I_{m}\sin\omega t。其中I_{m}为最大值。
（2）当线圈平面与磁场平行时，线圈中没有磁通量，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势也为零，因此线圈中电流为零。
（3）当线圈平面与磁场垂直时，线圈中的磁通量最大，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势最大。此时电流为I_{m}。
【分析点拨】
本题考查了法拉第电磁感应定律和正弦交流电的应用。解题的关键是理解磁通量的概念和法拉第电磁感应定律的应用。
【总结】本题是一道关于磁通量的例题，通过求解不同情况下线圈中的电流大小和方向，加深对磁通量和法拉第电磁感应定律的理解和应用。
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