電磁感應中的圖像問題課堂PPT

1、電磁感應中常涉及磁感應強度電磁感應中常涉及磁感應強度b、磁通量、磁通量、感、感應電動勢應電動勢e和感應電流和感應電流i隨時間隨時間t變化的圖像，即變化的圖像，即b-t圖像、圖像、-t圖像、圖像、e-t 圖像和圖像和i-t圖像等。對于圖像等。對于切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢和感應電流的情況還切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢和感應電流的情況還常涉及感應電動勢常涉及感應電動勢e和感應電流和感應電流i隨線圈位移隨線圈位移x變變化的圖像，即化的圖像，即e-x圖像和圖像和i-x圖像。圖像。不管是何種類型，電磁感應中的圖像問題常需利不管是何種類型，電磁感應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定律等用右

2、手定則、楞次定律和法拉第電磁感應定律等規(guī)律分析解決。規(guī)律分析解決。 這些圖像問題大體上可分為兩類：由給定的電磁這些圖像問題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有感應過程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關圖像分析電磁感應過程，求解相應的物理量。關圖像分析電磁感應過程，求解相應的物理量。復習精要復習精要3如圖如圖2所示，虛線上方空間有勻強磁場，磁場方所示，虛線上方空間有勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，直角扇形導線框繞垂直于紙面的向垂直紙面向里，直角扇形導線框繞垂直于紙面的軸軸o以角速度以角速度勻速逆時針轉動。設線框中感應電勻速逆時針轉動。設線框中感應電流的方向以

3、逆時針為正，線框處于圖示位置時為時流的方向以逆時針為正，線框處于圖示位置時為時間零點。那么，在圖間零點。那么，在圖3中能正確表明線框轉動一周中能正確表明線框轉動一周感應電流變化情況的是感應電流變化情況的是 （ ）0it0it0it0itbacd圖圖3 a圖圖2ob 3如圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛如圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里。，磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與與bc間的距離也為間的距離也為l。t=0時刻，時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合?，F(xiàn)令線圈以恒定的速度邊與磁場區(qū)域邊

4、界重合?，F(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。取沿沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿abcda的感應電流方向為的感應電流方向為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應電流中，感應電流i隨時間隨時間t變化的圖線變化的圖線可能是可能是 （ ）abcdl2l/vl/vicot2l/vl/vidto2l/vl/vibotol/v2l/viatb21.如圖所示，如圖所示，loo l為一折線，它所形成的兩個角為一折線，它所形成的兩個角loo和和oo l 均為均為45。折線的右邊有一勻強。折線的右邊有一勻強磁場磁場.其方向垂直于紙面向里其方向垂直

5、于紙面向里.一邊長為一邊長為l 的正方形導線的正方形導線框沿垂直于框沿垂直于oo 的方向以速度的方向以速度v作勻速直線運動，在作勻速直線運動，在t0的刻恰好位于圖中所示位置。以逆時針方向為導的刻恰好位于圖中所示位置。以逆時針方向為導線框中電流的正方向，在下面線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流四幅圖中能夠正確表示電流-時時間間( ( i t ) )關系的是關系的是( )（時間以（時間以l /v為單位）為單位）llololl450vd0ti2130ti2130ti2130ti213d.a.b.c.解解: 由初始位置可得由初始位置可得,切割的有效長度在逐漸變大切割的有效長度在逐漸變大

6、,且為逆時針且為逆時針,所以所以bd中選一個中選一個,lvt=l/vt=2l/vt=3l/v由于由于bd兩項中前兩項中前2秒內(nèi)是一樣的秒內(nèi)是一樣的,沒有區(qū)別沒有區(qū)別.在第在第3秒內(nèi)秒內(nèi),線框已經(jīng)有部分出上面磁場線框已經(jīng)有部分出上面磁場,切割的有效長切割的有效長度在減少度在減少,且為順時針方向且為順時針方向,所以只有所以只有d選項是正確的選項是正確的. 21.如圖所示，在如圖所示，在pq、qr區(qū)域存在著磁感應強度大區(qū)域存在著磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面，面，bc邊與磁場的邊界邊與磁場的邊界p重合。導線框與磁場區(qū)域的尺重

7、合。導線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從寸如圖所示。從t0時刻開始線框勻速橫穿兩個磁場時刻開始線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域。以區(qū)域。以abcdef為線框中電動勢的正方向。為線框中電動勢的正方向。以下四個以下四個-t關系示意圖中正確的是（關系示意圖中正確的是（ ）pqraf2l2lllbllcdeb.t01 2 3 4c.t0123 4d.t01 23 4a.t01 23 4c解見下頁解見下頁解：解：b.t01 2 3 4c.t0123 4d.t01 23 4a.t01 23 4pqraf2l2lllbllcde 由楞次定律或左手定則可判定線框剛開始進入由楞次定律或左手定則可判定線框剛開始進入磁場時的

8、電流方向，即感應電動勢的方向為順時針方磁場時的電流方向，即感應電動勢的方向為順時針方向，故向，故d選項錯誤；選項錯誤；12s內(nèi)內(nèi), 磁通量不變化磁通量不變化, 感應電動勢為感應電動勢為0, a選項錯誤選項錯誤;23s內(nèi)內(nèi), 產(chǎn)生感應電動勢產(chǎn)生感應電動勢e2blvblv3blv, 感應電感應電動勢的方向為逆時針方向（正方向）動勢的方向為逆時針方向（正方向）,故故c選項正確選項正確. 16（15分）如圖甲所示，由均勻電阻絲做成的正分）如圖甲所示，由均勻電阻絲做成的正方形線框方形線框abcd的電阻為的電阻為r，ab = bc = cd =da = l現(xiàn)將現(xiàn)將線框以與線框以與ab垂直的速度垂直的速度v

9、勻速穿過一寬度為勻速穿過一寬度為2l、磁感應、磁感應強度為強度為b的勻強磁場區(qū)域，整個過程中的勻強磁場區(qū)域，整個過程中ab 、cd兩邊始兩邊始終保持與邊界平行令線框的終保持與邊界平行令線框的cd邊剛與磁場左邊界重邊剛與磁場左邊界重合時合時t0，電流沿，電流沿abcda流動的方向為正流動的方向為正（1）求此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱）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）在圖乙中畫出線框中感應電流隨時間變化的圖象電流隨時間變化的圖象（3）在圖丙中畫出線框中）在圖丙中畫出線框中a、b兩點間電勢差兩點間電勢差uab隨時間隨時間t變化的圖象變化的圖象l2lavdcb圖甲圖甲圖丙圖丙t0u

10、abt0i圖乙圖乙第第3頁頁解：解： ab或或cd切割磁感線所產(chǎn)生的感應電動勢為切割磁感線所產(chǎn)生的感應電動勢為blv 對應的感應電流為對應的感應電流為rblvri ab或或cd所受的安培力為所受的安培力為 ，rvlbbilf22 外力所做的功為，外力所做的功為，rvlblfw3222 由能的轉化和守恒定律，線框勻速拉出過程中所由能的轉化和守恒定律，線框勻速拉出過程中所產(chǎn)生的焦耳熱應與外力所做的功相等，產(chǎn)生的焦耳熱應與外力所做的功相等，rvlbwq322 即即第第4頁頁t0i令令 ，畫出的圖像分為三段，畫出的圖像分為三段rblvi 0t0l /v ， i - i0tl /v 2 l /v ， i 0t2 2l /v 3 3l /v ， i i0 感應電流隨時間變化的圖象如圖示感應電流隨時間變化的圖象如圖示l/v2l/v 3l/vi0i0l/v2l/v 3l/v題目題目tuab令令u0=blv ，畫出的圖像分為三段，畫出的圖像