2014高考物理专题复习电磁感应图像的动态分析

电磁感应中的图像的动态分析一：要熟悉图像所能表达的物理信息（1）截距：初始状态（2）斜率：往往表达一定的物理意义，如该章的B-t图像、Φ-t图像的斜率，和感应电动势直接相关。（3）拐点：多过程要分段研究，而图像拐点是分段研究的关键点，它是物理过程发生变化的时刻。要重点关注并分析发生变化的原因，例如：受力发生了怎样的变化，会导致运动状态如何变化？该量的变化透漏或反映了怎样的物理规律？等等。二：要熟悉物理过程对应的物理规律过程分析的关键在于对相关物理规律熟悉的基础上，电磁感应图像中牵扯的物理规律很多，比如安培定则、左手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、牛顿运动定律、安培力的计算公式、闭合电路的欧姆定律、功和功率的计算等等。三、解决此类问题的一般步骤（1）明确图象的种类。（2）分析电磁感应的具体过程。（3）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程。（4）根据函数方程，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。（5）画图象或判断图象。例1、匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框边长ab=L′=1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以速度v=10m/s匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感应线方向垂直，如图所示，求：（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t图线（要求写出作图依据）（2）画出ab两端电压的U-t图线（要求写出作图依据）dabcl′ldabcldabc2dabc1dabc3dabc4dabc5I/A0t/s2.50.10.30.4dabcU/V0t/s0.50.10.30.4-2.51.5I-t图线U-t图线2ΦE=BLv=2Uab=E/4Uab=EUab=3E/4I=E/2r=2.5abdcabdc|||||0.4--tio0.10.20.30.52.5-2.5tuab一定要分段搞清各个阶段的情况Uab=E/4Uab=EUab=E/4Uab=EUab=3E/4Uab=3E/4练习1、如图所示，平行导轨左端串有定值电阻R，其它电阻不计．匀强磁场的方向垂直于纸面向里．原来静止的导体棒MN受水平向右的恒力F的作用而向右运动．以下关于回路中感应电流I随时间变化规律的图象正确的是（）itOitOitOitOABCDF安F安=ILB=（BLv/R总）LB=B2L2v/RF-F安=F-B2L2v/R=maI=E/R=BLv/R∝vC例题2.如图所示的异形导线框，匀速穿过一匀强磁场区，导线框中的感应电流i随时间t变化的图象是（设导线框中电流沿abcdef为正方向）DbcadefDitoitoitoitoCAB首先将运动过程分段处理．在每一段运动过程中确定哪一段导线切割磁感线，它就相当于电源，然后确定切割磁感线的有效长度，再根据E=BLv和右手定则判定感应电流的大小和方向．bcadefitobcadefbcadefBlvEitobcadefbcadefBlvEbcadefBlvE2itobcadefbcadefBlvEbcadefBlvE2bcadef0EitobcadefbcadefBlvEbcadefBlvE2bcadef0EbcadefBlvEitobcadefbcadefBlvEbcadefBlvE2bcadef0EbcadefBlvEbcadefBlvE2ito练习2.如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是如下图所示中的AABCitoABCitoitoitoD首先将运动过程分段处理．在每一段运动过程中确定哪一段导线切割磁感线，它就相当于电源，然后确定切割磁感线的有效长度，再根据E=BLv和右手定则判定感应电流的大小和方向．例3、如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框,在外力作用下,以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场。这两个磁场的磁感应强度大小均为B方向相反。线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始，线框中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x之间的函数图象，下面四个图中正确的是（）aaavBixOAixOBixOCxODiB例题4、(2011年江西十校一模)矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为下图中的(安培力取向上为正方向)()c练习3．一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图1所示。磁感应强度B随t的变化规律如图2所示。以l表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示的电流方向为正，则图3中正确的是：图3Itoooo12345123451234512345ABCD6666IIItttA图2B图1st/o12345B/T6在B－t图像中，直线表示B均匀变化E恒定不变I恒定不变I方向：通过楞次定律小结1、图象问题大体可分为两类：①由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象。②由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理量。2、熟悉图像能表达的信息，掌握相关物理规律，进行过程分析是关键。