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【例题】
假设有一个边长为a的正方形,其中包含一个半径为r的圆孔,圆孔的中心位于正方形的中心。现在将正方形放在一个匀强磁场中,磁感应强度为B。已知圆孔的面积为S,求正方形中穿过圆孔的磁通量。
【分析】
磁通量是穿过磁场中某一面积的磁感应线的数量,因此需要计算穿过圆孔的磁感应线的总数量。由于磁场是匀强的,所以穿过正方形每一个面的磁感应线的数量是相同的。
【解答】
磁通量Φ = BS - πr²a²/4
其中,B为磁感应强度,S为圆孔的面积,r为圆孔的半径,a为正方形的边长。由于圆孔位于正方形中心,所以正方形每一个面的磁感应线数量为πr²/4。因此,穿过圆孔的磁感应线的总数量为正方形面积减去四个小圆的面积,即BS - πr²a²/4。
因此,穿过圆孔的磁通量为Φ = BS - πr²a²/4。