磁通量模型演示器

杨金刚

摘要：本磁通量演示模型根据“穿过一个闭合电路的磁感线的多少”可以用来形象地理解“穿过这个闭合电路的磁通量”的原理制作而成，可用来演示磁通量、比较磁通量大小等。

关键词：磁通量；电磁感应现象；模型

电磁感应现象是物理教学中重要的知识内容，而磁通量是研究电磁感应现象极其重要的物理量之一，是一个较抽象、较难理解的概念。深刻理解磁通量的物理含义对掌握电磁感应这一物理概念意义重大。本磁通量演示模型是根据“穿过一个闭合电路的磁感线的多少”可以用来形象地理解“穿过这个闭合电路的磁通量”的原理制作而成，可用来演示磁通量、比较磁通量大小等（如图1）。

一、制作方法

1.底座与支架

取一长40cm、宽15cm的木板做底座，并标上S极，用来表示S极磁场。在其一侧面用两个高35cm的方木做支架。在支架上方固定一个和底座大小相同的木板做极板。在极板上标上N极，用来表示N极磁场，在支架上标出磁感线方向（如图2）。

2.磁感线

磁感线共10根，可用30cm长的铁丝做成，安装在支架上方N极木板的前、后两侧，每侧各5根，每两根间距5cm，板的两边各留出10cm（如图3）。

3.闭合电路

可用铁丝做成25cm×25cm的U形框，在U形框的边上围成圈，使一面成为可以活动的方框（如图4），当作闭合电路。闭合电路做成两个等大的。

二、使用方法

演示匀强磁场时，铁丝竖直，即磁感线垂直向下，等距排列。演示非匀强磁场时可在铁丝中部用细线拴好，拉成扇形，表示磁场呈放射状向下散开。

1.演示磁通量

把闭合电路放入磁场中，那么穿过这个闭合电路的磁感线的多少，可理解为穿过这个闭合回路的磁通量，即穿过闭合电路的磁感线条数用来表示磁通量大小。可把闭合电路按水平、竖直、倾斜三种情况放入磁场中进行讨论。

2.演示比较磁通量大小

首先把闭合电路S1放入磁场中，然后把磁感线下部用线拴上使之成为扇形，呈放射状，再放入闭合电路S2。表明：面积相同的两个闭合电路，穿过S1的（磁感线6条）磁通量比较大，穿过S2的（磁感线2条）磁通量比较小（如图5）。

3.演示磁通量变化率

演示方法同2。磁通量的差（即穿过两个闭合电路S1和S2的磁感线条数之差）可以理解为磁通量的变化率。但要注意磁感线的方向。

三、说明

可把演示模型的上、下极板涂成红、白两种颜色分别表示N极、S极。铁丝涂成某种颜色表示磁感线。还可把闭合电路用细线吊在磁场中，以方便实验演示。

四、优点

直观、形象、制作简单，便于理解有关磁通量的概念。