法拉第电磁感应定律应用.doc

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1、法拉第电磁感应定律应用------图像问题【知识要点】电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势和感应电流I等随时间变化的图线，即B—t图线、φ—t图线、E—t图线和I—t图线。对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流I等随位移x变化的图线，即E—x图线和I—x图线等。这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系2、在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达一．热身训练1．

2、如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是c2．穿过某线圈的磁通量随时间变化的Φ-t图象如图所示.下面几段时间内，产生感应电动势最大的时间是①0～5s②5s～10s③10s～15s④12s～15sA.只有①B.只有③C.③或④D.①③或④【命题意图】通过Φ-t图象的识别和分析，考查对法拉第电磁感应定律的理解.【解题思路】二．讲练平台3．

3、如图所示，xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度均为B，一个围成四分之一圆形的导体环oab，其圆心在原点o，半径为R，开始时在第一象限。从t=0起绕o点以角速度ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变的函数图象（以顺时针电动势为正）。yoxωBab4.如图所示，在边长为2L的正方形范围内，有磁感应强度为B的匀强磁场.一电阻为R，边长为L的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向以速度v匀速通过磁场.从ab边进入磁场计时.(1)画出穿过线框磁通量随时间变化的图象.(2)画出线框中感应电流随时间变化的图象.（取逆时针方向的电流为正方向）2lldb

4、Bvac变式题.如图甲所示，abcd为一边长为L，具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边串联有电阻R，导线的电阻不计，虚线表示匀强磁场区域的边界，它与线框的ab边平行，磁场区域的宽度为2L，磁感应强度为B，方向竖直向下.线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力F作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域.已知ab边刚进入磁场时，线框变为匀速运动，此时通过电阻R的电流大小为i0，试在乙图中的i―x坐标系内定性画出：从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，通过电阻R的电流i的大小随ab边位置坐标x变化的曲线.图乙i0ix0x02l图甲lRbacd5.如图所示，截面积为0.2m2的100匝圆形线

5、圈A处在变化磁场中，磁场方向垂直线圈截面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示.设向外为B的正方向，线圈A上的箭头为感应电流I的正方向，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，线圈内阻不计.求电容器充电时的电压和2s后电容器放电的电量.【命题意图】识别和理解物理图象的意义，根据图象信息和题目条件，将电磁感应电路转化为直流电路进行分析和计算的能力.【解题思路】三、拓展提升6．匀强磁场磁感应强度B=0.2T，磁场的宽度L=1m，一正方形金属框边长ad=l=1m，其电阻r=0.2Ω，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区域，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示.(1)画出金属框穿

6、过磁场区域的过程中，金属框内感应电流的I—t图线.(2)画出ad两端电压的U—t图线.t/sBB00a-B013579bcd乙顺时针甲7.一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈位于纸面内，如图甲所示.现令磁感应强度值B随时间t变化，先按图乙所示的0a图线变化，后来又按bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流（BD）A.E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B.E1

7、3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向四．益智演练it(s)01231．一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向。已知线圈中感应电流i随时间而变化的图象如图所示，则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是下图中的tB01234tB01234tB012340tB1234ABCD2．如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框在外力作用下以速度v匀速地穿过宽度均为a