关于电磁感应中图像问题的归类分析

《关于电磁感应中图像问题的归类分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、关于电磁感应屮图像问题的归类分析从近几年的高考试题来看，图线和图形的变换是出题的热点之一，它能检测学生灵活处理物理新情景问题的能力，也能检测学生的丿'V变能力.从深层次的科学素养角度来说，物理是实验的科学，实验要收集、处理数据•图形图像的出现能形象地显示各物理量之间的函数关系，是研究物理学科的一把金钥匙.皿用图像法解题要求同学们能做到三会：⑴会识图：认识图像，理解图像的物理意义；⑵会作图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图像，且能对图像进行变形或转换；⑶会用图：能用图像分析实验.用图像描述复杂的物理过

2、程，川图像法來解决物理问题.为进一步增强对图像的认识，本文将以电磁感应屮的图像问题归结为下以五类.一、图像选择问题；xx、x;图1'、例1如图1,一个边长为/的正方形虚线框内有垂有于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为/的正方形导线框所在平血与磁场方向垂直；媲线框对角线ab与导线框的一条边垂直，加的延长线平分导线框.在=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿”方向移动，直到整个导线松离开磁场区域.以i表示导线松中感应电流的强度,取逆时针方向为正.图2中表示口关系的图示中,可能正确的是图2解析：从正方形线框下

3、边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增人，A项错谋；从正方形线框卜边完全进入至卜边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B项错；当止方形线框卜-边离开磁场，上边耒进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程屮，磁通量减少的稍慢，故这两个过程屮感应电动势不相等，感应电流也不相等，D项错，故正确选项为C.求解物理图像的选择类问题町川“排除法”，即排除与题口要求相违背的图像，留F正确图像；也可用“对照法”，即按照题冃要求画出正确草图，再与选项对

4、照，选出正确选项.解决此类问题的关键就是把握图像特点、分析相关物理量的函数关系、分析物理过程的变化规律或是关键物理状态.二、图像作画问题图5图3图4例2如图3所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距厶=0.3m・导轨左端连接R=0・6Q的电阻，区域abed内存在垂直于导轨平血B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽0=0.2m.细金属棒A)和A?用长为2£)=0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平血上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为/=0.3G,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度=1.()m/s沿导轨向

5、右穿越磁场，计算从金属棒A】进入磁场(=())到A?离开磁场的吋间内，不同吋间段通过电阻R的电流强度，并在图4中画出.解析：0-ti(0-0.2s)A,产生的感应电动势:E=BDv=0.6x0.3x1.0=0.18V,R•y电阻r与A2并联阻值：R.==0.2Q,R+rR比02所以电阻R两端电压U=——E=—-—x0.18=0.072Q,Ry、..+r0.2+0.3U0072通过电阻R的电流：/丄=以_=()」2A；1R0.6ti—12(0.2—0.4s)E=0,【2=0；g—D(0.4—0.6s)同理：

6、【3=().12A.电流随时间变化关系如图5所示.求解物理图像的描绘问题的方法是，首先和解常规题一样，仔细分析物理现象，弄清物理过程，然后求解有关物理量或分析相关物理最间的函数关系，最后正确地作出图像.在描绘图像时，要注意物理量的单位，朋标轴标度的适当选择用函数图像的特征等.三、图像变换问题例3矩形导线框"cd固定在匀强磁场屮，磁感线的方向与导线框所在平而垂肓，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随吋问变化的规律如图所示.若规定顺吋针方向为感应电流I的匸方向，图7解析：O-ls内3垂肓纸面向里均匀增

7、人，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除A、C选项；2s・3s内，〃垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确.处理有关图像变换的问题，首先要识图，即读懂己知图像表示的物理规律或物理过程，然后再根据所求图像为已知图像的联系，进行图像间的变换.四、图像分析问题例4如图8所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距/=0.2()m,电阻/?=1.0Q；有一导体杆静上地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略

8、不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T图8图9的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下•现在一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图9所示.求杆的质量m和加速度ci.解析：导体杆在轨道上做初速度为零的加速总线运动，用卩表示瞬吋速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为：E=Blv=Blat,E闭合回路中的感应电流为：/=-,R由安培力公式和牛顿第二定律得：F-IIB=ma,§2/2得：F=ma