電磁感應(yīng)中的圖像問題

1、電磁感應(yīng)中的圖像問題,龐留根呂叔湘中學(xué)2007年7月http://www.dyszplg.com Email: dyszplg@yahoo.com.cn,,復(fù)習(xí)精要07年1月海淀區(qū)期末練習(xí)3蘇北五市07屆調(diào)研考試3 2007年理綜全國卷Ⅰ 212007年理綜全國卷Ⅱ2106-07學(xué)年度南京市金陵中學(xué)一模16,電磁感應(yīng)中的圖像問題,電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像，即B

2、-t圖像、Φ-t圖像、E-t 圖像和I-t圖像等。對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像。,不管是何種類型，電磁感應(yīng)中的圖像問題常需利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決。,這些圖像問題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量。,復(fù)習(xí)精要,,07年1月海淀區(qū)期末練

3、習(xí)3,3．如圖2所示，虛線上方空間有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于紙面的軸O以角速度ω勻速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。設(shè)線框中感應(yīng)電流的方向以逆時(shí)針為正，線框處于圖示位置時(shí)為時(shí)間零點(diǎn)。那么，在圖3中能正確表明線框轉(zhuǎn)動一周感應(yīng)電流變化情況的是（ ）,,A,,蘇北五市07屆調(diào)研考試3,3．如圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間

4、的距離也為l。t=0時(shí)刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合。現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是 （ ）,B,,2007年理綜全國卷Ⅰ 21,21.如圖所示，LOO' L為一折線，它所形成的兩個角∠LOO'和∠OO' L' 均為45°。折線的右邊有一勻強(qiáng)

5、磁場.其方向垂直于紙面向里.一邊長為l 的正方形導(dǎo)線框沿垂直于OO' 的方向以速度v作勻速直線運(yùn)動，在t＝0的刻恰好位于圖中所示位置。以逆時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流-時(shí)間( I – t )關(guān)系的是( )（時(shí)間以l /v為單位）,D,,,解:,由初始位置可得,切割的有效長度在逐漸變大,且為逆時(shí)針,所以BD中選一個,,由于BD兩項(xiàng)中前2秒內(nèi)是一樣的,沒有區(qū)別.,在第3秒內(nèi)

6、,線框已經(jīng)有部分出上面磁場,切割的有效長度在減少,且為順時(shí)針方向,所以只有D選項(xiàng)是正確的.,,,2007年理綜全國卷Ⅱ21,21.如圖所示，在PQ、QR區(qū)域存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場，磁場方向均垂直于紙面，bc邊與磁場的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t＝0時(shí)刻開始線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域。以a→b→c→d→e→f為線框中電動勢的正方向。以下四個ε-t關(guān)系示意圖中正確的是（ ）,C,解

7、見下頁,,,解：,由楞次定律或左手定則可判定線框剛開始進(jìn)入磁場時(shí)的電流方向，即感應(yīng)電動勢的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，故D選項(xiàng)錯誤；,1－2s內(nèi), 磁通量不變化, 感應(yīng)電動勢為0, A選項(xiàng)錯誤;,2－3s內(nèi), 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝2Blv＋Blv＝3Blv, 感應(yīng)電動勢的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向（正方向）,故C選項(xiàng)正確.,,,06-07學(xué)年度南京市金陵中學(xué)一模16,16．（15分）如圖甲所示，由均勻電阻絲做成的正方形線框abcd的電阻為R，ab = bc

8、= cd =da = l．現(xiàn)將線框以與ab垂直的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，整個過程中ab 、cd兩邊始終保持與邊界平行．令線框的cd邊剛與磁場左邊界重合時(shí)t＝0，電流沿abcda流動的方向?yàn)檎?）求此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱．（2）在圖乙中畫出線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象．（3）在圖丙中畫出線框中a、b兩點(diǎn)間電勢差uab隨時(shí)間t變化的圖象．,,,第3頁,解：,⑴ab或cd切割磁感線所產(chǎn)生的感

9、應(yīng)電動勢為,對應(yīng)的感應(yīng)電流為,ab或cd所受的安培力為 ，,外力所做的功為，,由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，線框勻速拉出過程中所產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)與外力所做的功相等，,,,,第4頁,⑵令 ，畫出的圖像分為三段,t＝0～l /v ， i＝ - I0,t＝l /v ～2 l /v ， i＝ 0,t＝2l /v ～ 3l /v ， i＝ I0,感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象如圖示,,,,題目,⑶令U0=Blv