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时间:2019-03-03
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1、.电磁感应中的图象问题一、基础知识1、图象类型(1)随时间变化的图象如B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和i-t图象.(2)随位移x变化的图象如E-x图象和i-x图象.2、问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象.(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.(3)利用给出的图象判断或画出新的图象.理解1、题型特点一般可把图象问题分为三类:(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象;(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量;(3)根据图象定量计算.2、解题关键弄清初始条件,正负方向的对应,变化范围,所研究物理量的函
2、数表达式,进、出磁场的转折点是解决问题的关键.3、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,或者是E-t图象、I-t图象等;(2)分析电磁感应的具体过程;(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)画出图象或判断图象.4、对图象的认识,应注意以下几方面(1)明确图象所描述的物理意义;(2)必须明确各种“+”、“-”的含义;(3)必须明确斜率的含义;(4)必须建立图象和电磁感应过程之间的对应
3、关系;(5)注意三个相似关系及其各自的物理意义:v~Δv~,B~ΔB~,Φ~ΔΦ~...、、分别反映了v、B、Φ变化的快慢.5、电磁感应中图象类选择题的两个常见解法(1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是物理量的正负,排除错误的选项.(2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象作出分析和判断,这未必是最简捷的方法,但却是最有效的方法.二、练习1、如图所示,两个相邻的有界匀强磁场区域,方向相反,且垂直纸面,磁感应强度的大小均为B,以磁场区左边界为y
4、轴建立坐标系,磁场区域在y轴方向足够长,在x轴方向宽度均为a.矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合,AD边长为a.线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域,且线框平面始终保持与磁场垂直,线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是(以逆时针方向为电流的正方向)( )答案 C解析 由楞次定律可知,刚进入磁场时电流沿逆时针方向,线框在磁场中时电流沿顺时针方向,出磁场时沿逆时针方向,进入磁场和穿出磁场等效为一条边切割磁感线,在磁场中时,AB边和CD边均切割磁感线,相当于两等效电源串联,故电流为进入磁场和穿出时的两倍,所以C正确.2、如图所示有理想边界的两个匀
5、强磁场,磁感应强度均为B=0.5T,两边界间距s=0.1m,一边长L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻为R=0.4Ω,现使线框以v=2m/s的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ,则下列能正确反映整个过程中线框a、b...两点间的电势差Uab随时间t变化的图线是( )答案 A解析 ab边切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv=0.2V,线框中感应电流为I==0.5A,所以在0~5×10-2s时间内,a、b两点间电势差为U1=I×R=0.15V;在5×10-2s~10×10-2s时间内,ab两端电势差U2=E=0.2V;在10×10-2s~1
6、5×10-2s时间内,a、b两点间电势差为U1=I×R=0.05V.3、如图甲所示,圆形导线框固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,下列各图中正确的是( ) 甲 乙...答案 C解析 根据法拉第电磁感应定律:E=n=nS·,由B-t图象知,1s~3s,B的变化率相同,0~1s、3s~4s,B的变化率相同,再结合楞次定律知,0~1s、3s~4s内感应电流的方向为顺时针方向,1s~3s内感应电流的方向为逆时针方向,可知C正
7、确.4、一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示),磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向),则下列选项中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是( )答案 C解析 0~1s内磁感应强度均匀增大,根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定,感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值,A、B错误;4s~5s内磁感应强度恒定,穿过线圈abcd的磁通量不变化,无感应电流,C正确,D错误.5、如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方
8、向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t
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