(含答案)電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題

1、電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題一、基礎(chǔ)知識(shí)1、 圖象類型(1)隨時(shí)間變化的圖象如Bt圖象、t圖象、Et圖象和it圖象(2)隨位移x變化的圖象如Ex圖象和ix圖象2、 問(wèn)題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程判斷或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程，求解相應(yīng)的物理量(3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象.理解1、 題型特點(diǎn)一般可把圖象問(wèn)題分為三類：(1)由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫出正確的圖象；(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程，求解相應(yīng)的物理量；(3)根據(jù)圖象定量計(jì)算2、解題關(guān)鍵弄清初始條件，正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵3、解決圖

2、象問(wèn)題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是Bt圖象還是t圖象，或者是Et圖象、It圖象等；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程；(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系；(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式；(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等(6)畫出圖象或判斷圖象4、對(duì)圖象的認(rèn)識(shí)，應(yīng)注意以下幾方面(1)明確圖象所描述的物理意義；(2)必須明確各種“”、“”的含義；(3)必須明確斜率的含義；(4)必須建立圖象和電磁感應(yīng)過(guò)程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(5)注意三個(gè)相似關(guān)系及其各自的物理意義：vv，BB，、分別反映了v、B、變化的快慢5、電磁感應(yīng)中圖象

3、類選擇題的兩個(gè)常見(jiàn)解法(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷，這未必是最簡(jiǎn)捷的方法，但卻是最有效的方法二、練習(xí)1、如圖所示，兩個(gè)相鄰的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，方向相反，且垂直紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，以磁場(chǎng)區(qū)左邊界為y軸建立坐標(biāo)系，磁場(chǎng)區(qū)域在y軸方向足夠長(zhǎng)，在x軸方向?qū)挾染鶠閍.矩形導(dǎo)線框ABCD的CD邊與y軸重合，AD邊長(zhǎng)為a.線框從圖示位置水平向右勻速穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域，且線框平面始終保持與磁場(chǎng)

4、垂直，線框中感應(yīng)電流i與線框移動(dòng)距離x的關(guān)系圖象正確的是(以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较? ()答案C解析由楞次定律可知，剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍€框在磁場(chǎng)中時(shí)電流沿順時(shí)針?lè)较?，出磁?chǎng)時(shí)沿逆時(shí)針?lè)较颍M(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)等效為一條邊切割磁感線，在磁場(chǎng)中時(shí)，AB邊和CD邊均切割磁感線，相當(dāng)于兩等效電源串聯(lián)，故電流為進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出時(shí)的兩倍，所以C正確2、如圖所示有理想邊界的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B0.5 T，兩邊界間距s0.1 m，一邊長(zhǎng)L0.2 m的正方形線框abcd由粗細(xì)均勻的電阻絲圍成，總電阻為R0.4 ，現(xiàn)使線框以v2 m/s的速度從位置勻速運(yùn)動(dòng)到位置，則下列能正確反映整個(gè)過(guò)程中線框

5、a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是()答案A解析ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv0.2 V，線框中感應(yīng)電流為I0.5 A，所以在05×102 s時(shí)間內(nèi)，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U1I×R0.15 V；在5×102 s10×102 s時(shí)間內(nèi)，ab兩端電勢(shì)差U2E0.2 V；在10×102 s15×102 s時(shí)間內(nèi)，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U1I×R0.05 V.3、如圖甲所示，圓形導(dǎo)線框固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示若規(guī)定順時(shí)

6、針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，下列各圖中正確的是 ()甲乙答案C解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：EnnS·，由Bt圖象知，1 s3 s，B的變化率相同，01 s、3 s4 s，B的變化率相同，再結(jié)合楞次定律知，01 s、3 s4 s內(nèi)感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍? s3 s內(nèi)感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，可知C正確4、一矩形線圈abcd位于一隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示以I表示線圈中的感應(yīng)電流(圖甲中線圈上箭頭方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則下列選項(xiàng)中能正確表示線圈中電流I隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()答案C解析01 s內(nèi)磁

7、感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可判定，感應(yīng)電流為逆時(shí)針(為負(fù)值)、大小為定值，A、B錯(cuò)誤；4 s5 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，穿過(guò)線圈abcd的磁通量不變化，無(wú)感應(yīng)電流，C正確，D錯(cuò)誤5、如圖甲所示，正六邊形導(dǎo)線框abcdef放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直紙面向里，設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?、豎直邊cd所受安培力的方向以水平向左為正則下面關(guān)于感應(yīng)電流i和cd邊所受安培力F隨時(shí)間t變化的圖象正確的是()答案AC解析02 s時(shí)間內(nèi)，負(fù)方向的磁場(chǎng)在減弱，產(chǎn)生正方向的恒定電流，cd邊受安培力向

8、右且減小.2 s3 s時(shí)間內(nèi)，電流仍是正方向，且大小不變，此過(guò)程cd邊受安培力向左且增大.3 s6 s時(shí)間內(nèi)，電流沿負(fù)方向，大小不變，cd邊受安培力先向右后變?yōu)橄蜃螅蔬xA、C.6、(2012·課標(biāo)全國(guó)·20)如圖，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行已知在t0到tt1的時(shí)間間隔內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針?lè)较颍€框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右設(shè)電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同，則i隨時(shí)間t變化的圖線可能是()答案A解析因通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)離導(dǎo)線越近磁場(chǎng)越強(qiáng)，而線框中左右兩邊

9、的電流大小相等，方向相反，所以其受到的安培力方向相反，線框的左邊受到的安培力大于線框的右邊受到的安培力，所以合力與線框的左邊受力的方向相同因?yàn)榫€框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右，根據(jù)左手定則，線框處的磁場(chǎng)方向先垂直紙面向里，后垂直紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則，導(dǎo)線中的電流先為正，后為負(fù)，所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤7、 (2012·福建理綜·18)如圖所示，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的x軸，則下圖中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置

10、坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖象是 () 解析條形磁鐵的磁感線分布示意圖如圖所示銅環(huán)由靜止開(kāi)始下落過(guò)程中磁通量的變化率是非均勻變化的，故環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、環(huán)中的感應(yīng)電流也是非均勻變化的，A錯(cuò)誤在關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的位置磁場(chǎng)分布對(duì)稱，但環(huán)的速率是增大的，則環(huán)在O點(diǎn)下方的電流最大值大于在O點(diǎn)上方電流的最大值，故C錯(cuò)誤由于磁通量在O點(diǎn)上方是向上增大而在O點(diǎn)下方是向上減小的，故環(huán)中電流方向在經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)發(fā)生改變，D錯(cuò)誤可知B選項(xiàng)正確答案B8、如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO為其對(duì)稱軸，一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合線框abcd，線框在外力作用下由紙面內(nèi)圖示

11、位置從靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，若電流以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较?，則從線框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛進(jìn)入到PQ右側(cè)磁場(chǎng)的過(guò)程中，能反映線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象是()答案B解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知在ab邊運(yùn)動(dòng)到MN邊界的過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2BLv2BLat，感應(yīng)電流為it，C、D錯(cuò)；在ab邊從MN邊界運(yùn)動(dòng)到PQ邊界的過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLvBLat，感應(yīng)電流為it，即剛過(guò)MN邊界時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均減小一半，所以A錯(cuò)，B對(duì)9、如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，有邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框abcd，其一條對(duì)角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處在y軸右側(cè)的、象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

12、，磁場(chǎng)的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行t0時(shí)刻，線框以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域取沿abcda方向的感應(yīng)電流為正方向，則在線框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流i、ab間的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的 ()答案AD解析在ab邊通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，利用楞次定律或右手定則可判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍囱卣较?，電流在減小，UabI(RbcRcdRda)在減小在cd邊通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，可判斷出電流為順時(shí)針?lè)较颍囱刎?fù)方向，電流逐漸減小，UabIRab逐漸減小，A、D正確.10、(2012·重慶理綜·21)如圖所示

13、，正方形區(qū)域MNPQ內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)在外力作用下，一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻，其四個(gè)頂點(diǎn)M、N、P、Q恰好在磁場(chǎng)邊界中點(diǎn)下列圖象中能反映線框所受安培力F的大小隨時(shí)間t變化規(guī)律的是 () 答案B解析如圖所示，當(dāng)MN從初始位置運(yùn)動(dòng)到M1N1位置的過(guò)程中，切割磁感線的有效長(zhǎng)度隨時(shí)間變化關(guān)系為：L1L(L2vt)2vt，L為導(dǎo)線框的邊長(zhǎng)產(chǎn)生的電流I1，導(dǎo)線框所受安培力F1BI1L1，所以F1為t的二次函數(shù)圖象，是開(kāi)口向上的拋物線當(dāng)QP由CD位置運(yùn)動(dòng)到MN位置的過(guò)程中，切割磁感線的有效長(zhǎng)度不變，電流恒定當(dāng)QP由MN位置運(yùn)動(dòng)到M1N1位置的過(guò)程中，切割磁感線的有效長(zhǎng)度L2

14、L2vt，產(chǎn)生的電流I2，導(dǎo)線框所受的安培力F2，也是一條開(kāi)口向上的拋物線，所以應(yīng)選B.11、如圖所示，導(dǎo)體棒沿兩平行金屬導(dǎo)軌從圖中位置以速度v向右勻速通過(guò)一正方形abcd磁場(chǎng)區(qū)域，ac垂直于導(dǎo)軌且平行于導(dǎo)體棒，ac右側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是左側(cè)的2倍且方向相反，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，下列關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時(shí)間變化的圖象正確的是(規(guī)定電流從M經(jīng)R到N為正方向，安培力向左為正方向) ()答案A解析導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)間t時(shí)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小EBlv2Bv2t，感應(yīng)電流大小I，導(dǎo)體棒所受的安培力大小FBIl，由此可見(jiàn)，感應(yīng)電流的大小I與時(shí)間t成正比，而安培力的大小F則與時(shí)間t是二次

15、函數(shù)關(guān)系由楞次定律可知，導(dǎo)體棒在第一、二區(qū)域的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流分別為從M經(jīng)R到N和從N經(jīng)R到M；由左手定則判斷得出，導(dǎo)體棒在第一、二區(qū)域的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的安培力均為水平向左，只有A正確12、(2011·海南單科·6)如圖，EOF和EOF為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，其中EOEO，F(xiàn)OFO，且EOOF；OO為EOF的角平分線，OO間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿OO方向勻速通過(guò)磁場(chǎng)，t0時(shí)刻恰好位于圖示位置規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)為正，則感應(yīng)電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線可能正確的是 ()答案B解析本題中四個(gè)選項(xiàng)都是it關(guān)系圖線，故可用排除法因在第一個(gè)階段內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線框的磁通量向里增大，由楞次定律可判定此過(guò)程中電流沿逆時(shí)針?lè)较?，故C、D錯(cuò)誤由于穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的磁通量變化量0，由q可知整個(gè)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線框的總電荷量也應(yīng)為零，而在it圖象中圖線與時(shí)間軸所圍總面積表示通過(guò)的總電荷量，為零，即時(shí)間軸的上下圖形面積的絕對(duì)值應(yīng)相等故A錯(cuò)誤，B正確13、如圖所示，兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上，相距為L(zhǎng)，處于豎直向下的磁場(chǎng)中，整個(gè)磁場(chǎng)由n個(gè)寬度皆為x0的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1、2、3、n組成，從左向右依次排列，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B、2B、3B、n