电磁感应现象中的图像问题.ppt

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1、电磁感应的综合应用四、电磁感应中的图像问题电磁感应的图像问题一般有两大类：一类是根据已知条件，运用电磁感应规律分析回路中电动势E、电流I随时间t变化的规律，或是定性分析导体棒(或线框)v-t图象．另一类是通过E-t、I-t或v-t等图象给出关键信息，再运用电磁感应规律分析解决问题．根据题意列E、I或a的表达式，由表达式画图象、选图象是解决此类问题的常用方法．看清图象的纵横坐标轴，找出图象中的特殊点是解决此类问题的关键!例1.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

2、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，正确反映感应电流随时间变化规律的是dcba思考:你能作出ad间电压与时间的关系图象吗?[c]例2：匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框连长ab=d=1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的(i-t)图线。(以顺时针方向电流为正)(2)画出ab两端电压的U-t图线adbcvLBt/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBU

3、ab/V00.10.20.30.42-21-1t/s例3、如图所示，边长为L的正方形导线框电阻为R，现使线圈以恒定速度v沿x轴正方向运动，穿过垂直纸面向里的匀强磁场区域，规定x轴正方向为力的正方向，逆时针方向为电流的正方向．线圈从图示位置开始运动，则⑴穿过线圈的磁通量随x变化的图线为()？⑵线圈中产生的感应电流随x变化的图线为()？⑶磁场对线圈的作用力F随x变化的图线为()？×××××××××××××××LL3LxBO123456x/Lx/LAO123456BO123456x/LCO123456x/LDACD例4：磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向（如图所示），已知线

4、圈中感生电流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（）BiitBBBBttttABCDCD例5：如图(甲）中，A是一边长为l的正方形导线框，电阻为R。今维持以恒定的速度v沿x轴运动，穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。若沿x轴的方向为力的正方向，框在图示位置的时刻作为计时起点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图（乙）中的（）B例6：如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是如下图所示中的（）A例题7：水平面上两根足够长的金

5、属导轨平行固定放置，问距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如右下图.（取重力加速度g=10m/s2）（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω;磁感应强度B为多大？（3）由v-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?FF(N)v(m/s)02468101220161284F(N)v(m/s)02468101220161284

6、F解：（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）。（2）感应电动势感应电流I=E/R（2）安培力由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零。由图线可以得到直线的斜率k=2，(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f=2(N)若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数μ=0.41．电磁感应中综合问题的解题方法：①确定研究对象，受力分析、进行运动状态分析、电磁感应现象的分析、同时进行各量间制约关系的分析（一个确定、四个分析）。②选择力、电物理规律，列方程。③解方程。必要时对结果进行讨论。可见，与一般的动力学大体一样!2．解答电磁感应中

7、的力学问题，解题思路大体与解力学问题相同，只需增加对安培力的分析。分析这类题要紧紧抓住“速度变化引起安培力变化”的制约关系。从分析物体的受力情况与运动情况入手是解题的关键和解题的钥匙。用到的规律就是力学中的三大规律。3．解答电磁感应与电路的综合问题时，要先明确电路的组成模型，必要的话，画出等效电路图，而电路中的电流、电压分析与恒定电路中完全一样，要用到闭合电路欧姆定律等。方法总结