磁通量模型演示器

楊金剛

摘要：本磁通量演示模型根據“穿過一個閉合電路的磁感線的多少”可以用來形象地理解“穿過這個閉合電路的磁通量”的原理制作而成，可用來演示磁通量、比較磁通量大小等。

關鍵詞：磁通量；電磁感應現象；模型

電磁感應現象是物理教學中重要的知識內容，而磁通量是研究電磁感應現象極其重要的物理量之一，是一個較抽象、較難理解的概念。深刻理解磁通量的物理含義對掌握電磁感應這一物理概念意義重大。本磁通量演示模型是根據“穿過一個閉合電路的磁感線的多少”可以用來形象地理解“穿過這個閉合電路的磁通量”的原理制作而成，可用來演示磁通量、比較磁通量大小等（如圖1）。

一、制作方法

1.底座與支架

取一長40cm、寬15cm的木板做底座，并標上S極，用來表示S極磁場。在其一側面用兩個高35cm的方木做支架。在支架上方固定一個和底座大小相同的木板做極板。在極板上標上N極，用來表示N極磁場，在支架上標出磁感線方向（如圖2）。

2.磁感線

磁感線共10根，可用30cm長的鐵絲做成，安裝在支架上方N極木板的前、后兩側，每側各5根，每兩根間距5cm，板的兩邊各留出10cm（如圖3）。

3.閉合電路

可用鐵絲做成25cm×25cm的U形框，在U形框的邊上圍成圈，使一面成為可以活動的方框（如圖4），當作閉合電路。閉合電路做成兩個等大的。

二、使用方法

演示勻強磁場時，鐵絲豎直，即磁感線垂直向下，等距排列。演示非勻強磁場時可在鐵絲中部用細線拴好，拉成扇形，表示磁場呈放射狀向下散開。

1.演示磁通量

把閉合電路放入磁場中，那么穿過這個閉合電路的磁感線的多少，可理解為穿過這個閉合回路的磁通量，即穿過閉合電路的磁感線條數用來表示磁通量大小。可把閉合電路按水平、豎直、傾斜三種情況放入磁場中進行討論。

2.演示比較磁通量大小

首先把閉合電路S1放入磁場中，然后把磁感線下部用線拴上使之成為扇形，呈放射狀，再放入閉合電路S2。表明：面積相同的兩個閉合電路，穿過S1的（磁感線6條）磁通量比較大，穿過S2的（磁感線2條）磁通量比較小（如圖5）。

3.演示磁通量變化率

演示方法同2。磁通量的差（即穿過兩個閉合電路S1和S2的磁感線條數之差）可以理解為磁通量的變化率。但要注意磁感線的方向。

三、說明

可把演示模型的上、下極板涂成紅、白兩種顏色分別表示N極、S極。鐵絲涂成某種顏色表示磁感線。還可把閉合電路用細線吊在磁場中，以方便實驗演示。

四、優點

直觀、形象、制作簡單，便于理解有關磁通量的概念。