電磁感應中的圖像問題

關于電磁感應中的圖像問題第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電磁感應中的圖象問題1、物理圖象是形象描述物理過程和物理規(guī)律的有力工具，是分析解決物理問題的重要方法，只有弄清圖象涵義，才能揭示其所反映的規(guī)律．

分析圖象應從圖象的斜率、截距、面積、交點、拐點等角度出發(fā)來認識其所表達的規(guī)律2、電磁感應中圖象問題的兩種類型⑴由給出的電磁感應過程選出或畫出正確的圖象⑵由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量涉及規(guī)律：右手定則、楞次定律、法拉第電磁感應定律等第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1、常見的圖象有：B-tΦ-tE-tU-tI-t

F-t

E-xU-xI-x

F-x等圖象(1)以上B、Φ、E、U、I、F等各矢量是有方向的，通常用正負表示。(具體由楞次定律判斷)(2)以上各物理量的大小由法拉第電磁感應定律計算（3）需注意的問題：

磁通量是否變化以及變化是否均勻、

感應電動勢(感應電流)大小以及是否恒定、

感應電動勢(感應電流)的方向、

電磁感應現象產生的過程以及時間段.①從圖像上獲取已知條件、分析物理過程②從抽象的圖像出發(fā)，建立實際的物理模型第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1.用圖象計算或求解問題物理解題的基本依據是物理概念與物理規(guī)律，而物理概念所具備的物理含意及物理規(guī)律所反映的物理關系?？梢杂脠D象的形式給出形象表達，這就使得物理圖象具備了一定的解題功能。既可以根據所給圖像中包含的物理量求解問題，也可以根據題意把抽象的物理過程用圖線表示出來，運用圖象直觀、簡明的特點，分析解決物理問題。第4頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖，一個圓形線圈的匝數n＝1000，線圈面積S＝200cm2,線圈的電阻為r＝1Ω，在線圈外接一個阻值R＝4Ω的電阻，電阻的一端b與地相接，把線圈放入一個方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感強度隨時間變化規(guī)律如圖B－t所示，求：（1）從計時起在t＝3s、t＝5s時穿過線圈的磁通量是多少？（2）a點的最高電勢和最低電勢各是多少？BRabB/10-1T024624t/s第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一勻強磁場，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正．在磁場中有一細金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內，如圖1所示．現令磁感強度B隨時間t變化，先按圖2中所示的Oa圖線變化，后來又按圖線bc和cd變化，令E1；E2、E3分別表示這三段變化過程中感應電動勢的大小，I1，I2，I3分別表示對應的感應電流，則A．E1＞E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B．E1＜E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向C．E1＜E2，I2沿順時針方向，I3沿逆時針方向D．E2＝E3，I2沿順時針方向，I3沿順時針方向BD順時針12345B678910abcd圖2圖1在B－t圖像中，直線表示B均勻變化，對應感應電流為定值．斜率的絕對值表示電流的大小，斜率的正負表示電流的方向．第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置．A線圈中通有如圖(a)所示的交流電i，則（）A．在t1到t2時間內A、B兩線圈相吸

B．在t2到t3時間內A、B兩線圈相斥C．t1時刻兩線圈間作用力為零

D．t2時刻兩線圈間吸力最大ABC第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1如圖（a）所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q，P和Q共軸，Q中通有變化的電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖（b）所示，P所受重力為G，桌面對P的支持力為N，則（） A.t1時刻，N<G B.t2時刻，N>G C.t3時刻，N<G D.t4時刻，N＝G

D第8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.圖象的選擇題目中有對物理過程或物理規(guī)律的敘述，給出備選圖象，讓考生選出符合題意的圖像。解決這類問題可以有兩種方法：一種是“排除法”，即排除與題目要求相違背的圖象，選出正確圖象；另一種是“對照法”，即按照題目要求應用相關規(guī)律畫出正確的草圖，再與選項對照解決。第9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1.如圖1所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向。一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行。(以逆時針方向為電流的正方向)取它剛進入磁場的時刻t=0，在圖2所示的圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是圖140cm

12345123451234512345ABCD圖2C第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.如圖所示的異形導線框，勻速穿過一勻強磁場區(qū)，導線框中的感應電流i隨時間t變化的圖象是（設導線框中電流沿abcdef為正方向）DbcadefDCAB首先將運動過程分段處理．在每一段運動過程中確定哪一段導線切割磁感線，它就相當于電源，然后確定切割磁感線的有效長度，再根據E=BLv和右手定則判定感應電流的大小和方向．第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.如圖所示，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過勻強磁場區(qū)域．從BC邊進入磁場區(qū)開始計時，到A點離開磁場區(qū)止的過程中，線框內感應電流的情況(以逆時針方向為電流的正方向)是如下圖所示中的AABCABCD首先將運動過程分段處理．在每一段運動過程中確定哪一段導線切割磁感線，它就相當于電源，然后確定切割磁感線的有效長度，再根據E=BLv和右手定則判定感應電流的大小和方向．第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月例2．如圖，一個邊長為l的正方形虛線框內有垂直于紙面向里的勻強磁場；一個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框對角線ab與導線框的一條邊垂直，ba

的延長線平分導線框。在t＝0時，使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動，直到整個導線框離開磁場區(qū)域。以i表示導線框中感應電流的強度，取逆時針方向為正。下列表示i—t關系的圖示中，可能正確的是（）0it0it0it0itA.D.C.B.Cba解見下頁第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月badcef解：cd邊從開始到①位置,cd切割的有效長度均勻增大①cd邊從①到②位置，cd切割的有效長度不變，②cd邊從②到③位置，cd切割的有效長度均勻減小，③cd邊從③到④位置，cd和ef邊都切割，總有效長度很快減小到0，④由對稱性，接下來的過程與前對稱?？梢妶D線C正確。第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月注意題中規(guī)定的力的正方向2.圖1中A是一邊長為的方形線框,電阻為R。以恒定的速度v沿x軸運動，并穿過勻強磁場B區(qū)域。若以x軸正方向作為力的正方向，線框在圖示位置的時刻作為時間的零點,則磁場對線框的作用力F隨時間t的變化圖線為lAl圖1xl3lBF圖212345123451234512345ABCDFFFB第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

某空間中存在一個有豎直邊界的水平方向勻強磁場區(qū)域，現將一個等腰梯形閉合導線圈，從圖示位置垂直于磁場方向勻速拉過這個區(qū)域，尺寸如圖所示，下圖中能正確反映該過程線圈中感應電流隨時間變化的圖象是 （）

A第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

如圖所示，LOO’L’為一折線，它所形成的兩個角∠LOO’和∠OO’L‘均為450。折線的右邊有一勻強磁場，其方向垂直O(jiān)O’的方向以速度v做勻速直線運動，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時針方向為導線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—時間（I—t）關系的是（時間以l/v為單位）（）D第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月檢測2、第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月檢測4、如圖所示，平行于y軸的導體棒以速度v向右做勻速運動，經過半徑為R、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，導體棒中的感應電動勢

與導體棒的位置x關系的圖像是（）0R2R2BvRex0R2R2BvRex0R2R2BvRex0R2R2BvRexCABDOyxBRvA解見下頁第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月解：導體棒運動到O點右側x時，取特殊值代入上式：ADCO'OyxBR可見選項A正確第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

如圖所示，一有界勻強磁場，磁感應強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，在磁場區(qū)域的左側相距為L處，有一邊長為L的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直.第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

現使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域,若以初始位置為計時起點，規(guī)定電流逆時針方向時的電動勢方向為正，B垂直紙面向里為正，則以下關于線框中的感應電動勢、磁通量、感應電流及電功率的四個圖象正確的是()CD第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.圖象的關聯(變換)

所謂圖像的關聯（變換）指的是兩個圖象之間有一定的內在聯系，也可以是互為因果關系，可以通過相關規(guī)律由一個圖象推知另一個圖象。處理這類問題，首先要讀懂已知圖象表示的物理規(guī)律或物理過程，特別要注意兩個對應時間段各物理量的分析（如斜率），然后再根據所求圖象與已知圖象的聯系，進行判斷。第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2008年高考理綜全國卷Ⅰ.206．矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所0B/Tt/sB0-B01234dabc0i/At/sI0-I012340i/At/sI0-I012340i/At/sI0-I012340i/At/sI0-I01234CABD示。若規(guī)定順時針方向為感應電流i的正方向，下列i-t圖中正確的是（）D第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

例2：磁感應強度B的正方向，線圈中的箭頭為電流i的正方向（如圖所示），已知線圈中感生電流i隨時間而變化的圖象如圖所示，則磁感應強度B隨時間而變化的圖象可能是（

）

BiitBBBBttttABCDCD第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月例3在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖24所示，當磁場的磁感應強度B隨時間t如圖變化時，在圖中正確表示線圈感應電動勢E變化的是（）BIBt/sO

2345E2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sABCD第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1．一矩形線圈位于一隨時間t變化的勻強磁場內，磁場方向垂直線圈所在的平面（紙面）向里，如圖1所示。磁感應強度B隨t的變化規(guī)律如圖2所示。以l表示線圈中的感應電流，以圖1中線圈上箭頭所示的電流方向為正，則圖3中正確的是：圖312345123451234512345ABCD6666A圖2B圖112345B/T6先找解析式在B－t圖像中，直線表示B均勻變化，對應感應電流為定值．斜率的絕對值表示電流的大小，斜率的正負表示電流的方向．第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月4、圖像作畫問題：

求解物理圖像的描繪問題的方法是，首先和解常規(guī)題一樣，仔細分析物理現象，弄清物理過程，然后求解有關物理量或分析相關物理量間的函數關系，最后正確地作出圖像。在描繪圖像時，要注意物理量的單位，坐標軸標度的適當選擇用函數圖像的特征等。第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

例4：勻強磁場的磁感應強度為B=0.2T，磁場寬度L=3m，一正方形金屬框連長ab=d=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終一磁感線方向垂直，如圖所示。

(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內感應電流的(i-t)圖線。(以順時針方向電流為正)

(2)畫出ab兩端電壓的U-t圖線adbcvLB第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月t/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBUab/V00.10.20.30.42-21-1t/s第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月例3、勻強磁場的磁感應強度B=0.2T，磁場寬度l=3m，一正方形金屬框邊長ab=l′

=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以速度v=10m/s勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感