电磁感应现象中的图像问题 习题.doc

《电磁感应现象中的图像问题 习题.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电磁感应现象中的图像问题物理图像是一种形象直观的“语言”，它能很好地考查考生的推理能力和分析、解决问题的能力，下面我们一起来看一看图像在电磁感应中常见的几种应用。一、反映感应电流强度随时间的变化规律例1：如图1—1，一宽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，在图1-2所示的下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（）v←40cm→图1—1

2、O125t/si34O125t/si34O125t/si34O125t/si34(A)(B)(C)(D)图1—2评注：（1）线框运动过程分析和电磁感应的过程是密切关联的，应借助于运动过程的分析来深化对电磁感应过程的分析；（2）运用E=Blv求得的是闭合回路一部分产生的感应电动势，而整个电路的总感应电动势则是回路各部分所产生的感应电动势的代数和。NS图2—1例2：在磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图2—1所示，则下列图2—2中较正确反映线圈中电流i与时间t关系的是（线圈中电流以图示箭头为正方向）（）t

3、iOtiOtiOtiO图2—2ABCD评注：用图像来表示物理过程，是一种简洁明快的方法，如果能抓住物理过程的特征，则可迅速解决问题。如本题中感应电流的方向（正负？是否改变？）就是一个典型的特征。二、判断感应电流的方向:例3：一匀强磁场，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，线圈平面位于纸面内，如图3—1所示，现令磁感应强度B随时间t变化，先按图3—2中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令ε1，ε2，ε3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，则（）O

4、125tB34678910顺时针图3—1图3—2A.ε1＞ε2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B.ε1＜ε2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向C.ε1＜ε2，I1沿顺时针方向，I2沿逆时针方向D.ε1＝ε2，I1沿顺时针方向，I2沿顺时针方向评注：对电磁感应物理过程的分析是研究和求解电磁感应问题的关键。值得注意的是：本题中从bc段到cd段，虽然磁感强度的方向发生了变化，而感应电流的方向并没有发生变化，如果我们不切实际的想当然，往往会误入歧途。三、判断其它物理量的大小和方向例4：如图4(a)，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正

5、上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图4(b)所示。P受重力为G，桌面对P的支持力为N，则（）itt1t2t3t4OQP（a）（b）图4A.t1时刻N>GB.t2时刻N>GC.t3时刻N

6、所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环。导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下列5—2哪一图些所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场力作用？（）abcBd图5—1图5—2ABCtBOtBOtBOtBOD评注:应充分注意“二次感应”现象产生的条件：第一次电磁感应产生的感应电流必须随时间是变化的。值得注意的是，通过图像中曲线的斜率我们可以判断物理量的变化率情况。解决图象问题的一般步骤：(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者E－t图象、i－t图象等．(2)分析电磁

7、感应的具体过程．(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系．(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式．(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等．(6)画图象或判断图象课堂巩固1.如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．t＝0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流

8、I随时间t变化的关系如图乙所示．下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及a、b两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q随时间t变化的图象中，正确的是（）甲乙2.如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金