磁场中的磁通量

磁场中的磁通量

在电学和电工学里常常要讨论穿过某一个面的磁场。为此需要引入一个新的物理量——磁通量，在下一章里就要用到它，设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面（图 1–17），磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。我们定义磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量（简称磁通），如果用中表示磁通量，那么
Φ=BS
磁通量的意义也可以用磁力线形象地加以说明，我们知道，磁力线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁力线条数越多的地方，磁感应强度B越大。因此，B越大，S越大，穿过这个面的磁力线条数就越多，磁通量所表示的就是穿过磁场中某个面的磁力线条数。

图 1–17

图 1–18
当平面S不跟磁场方向垂直时（图 1–18），穿过这个面的磁力线条数比垂直时少，因此磁通量也小，设平面S在垂直于磁力线方向上的投影为Sn，从图中可以看出，穿过平面S的磁力线条数等于穿过投影平面Sn的磁力线条数，所以穿过平面S的磁通量Φ=BSn=BScosθ。如果平面跟磁场方向平行，则没有磁力线穿过这个面，这时θ= 90°，cosθ= 0，穿过这个面的磁通量为零。
在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，国际符号是 Wb。在磁感应强度是 1 特的匀强磁场里，穿过跟磁场方向垂直的面积是 1 m2的平面的磁通量，就是 1 韦。
1 韦 = 1 特·米2
引入了磁通量这个概念，反过来我们也可以把磁感应强度看作是通过单位面积的磁通量，因此磁感应强度也常叫做磁通密度，并且用 Wb/m2作单位。

练习二

（1）有人根据B=F/Il提出：磁场中某处的磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度l的乘积Il成反比。这种提法有什么问题？错在哪里？

（2）能不能用一小段通电导线在磁场中所受磁场力的方向来定义磁感应强度的方向？讨论一下这个问题。

（3）长 10 厘米的导线，放入匀强磁场中，它的方向和磁场的方向垂直，导线中的电流强度是 3.0 安，受到的磁场力是 1.5×10−3牛。求该处的磁感应强度。

（4）把矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中（图 1–19），线圈面积为 5×10−2米2，磁感应强度为 2×10−3特。当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是多少？线圈平面从图所示的位置绕 OO′ 轴转过 60° 时，穿过线圈的磁通量是多少？

（5）通电螺线管内部的磁感应强度大，还是管口外部的磁感应强度大？你是根据什么判断的？