高考物理二轮复习 专项突破 电磁感应中的图象问题.ppt

电磁感应中的图象问题 04年全国理综04年甘肃 青海理综15例196年全国19例2p168 例3p169 练习22005年理综全国卷i 19 04年全国理综 一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场中 磁场方向垂直于线圈所在的平面 纸面 向里 如图1示 磁感应强度b随t的变化规律如图2示 以i表示线圈中的感应电流 以图1上箭头所示方向为正 则以下的i t图中正确的是 a 04年甘肃 青海理综15 如图所示 在x 0的区域内存在匀强磁场 磁场的方向垂直于xy平面 纸面 向里 具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内 线框的ab边与y轴重合 令线框从t 0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动 则线框中的感应电流i 取逆时针方向的电流为正 随时间t的变化图线i t图可能是下图中的哪一个 d 例1 如图 1 所示 在x轴上方有垂直纸面向外的匀强磁场 在x轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场 在xoy平面上有一个导线框 它由沿ox轴方向的半径ob 沿oy轴反方向的半径oa和1 4圆弧ab所组成 导线框由图示位置开始计时 以恒定的角速度在xoy平面内绕o点逆时针转动 在其转动一周的过程中 导线中的感应电流 以逆时针方向电流为正向 随时间变化的规律应是图 2 中的哪一个 b 图 1 中abcd是一边长为l 具有质量的刚性导线框 位于水平面内 bc边中串接有电阻r 导线的电阻不计 虚线表示一匀强磁场区域的边界 它与线框的ab边平行 磁场区域的宽度为2l 磁感应强度为b 方向竖直向下 线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力作用下 沿光滑水平面运动 直到通过磁场区域 已知ab边刚进入磁场时 线框便变为匀速运动 此时通过电阻r的电流大小为i0 试在下图的i x坐标上定性画出 从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中 流过电阻r的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线 96年全国19 解答 进入磁场时 作匀速运动 f安 f i i0 全部进入时 磁通量不变 无感应电流 线框作加速运动 ab边刚出磁场时的速度大于进磁场时的速度 i i0 拉力f f安 线框作减速运动 线框全部出磁场时 x 3l f f安 i i0 可能在未出磁场时已经减为i0 又作匀速运动 也可能在ab边刚出磁场时减为i0 还可能在ab边刚出磁场时仍然大于i0 通过r的电流i的大小随ab边位置坐标x变化的曲线 如图所示 例2 如图 1 所示 垂直纸面向里的匀强磁场宽度为l 磁感应强度为b 一个单匝线圈abcdef的电阻为r 以恒定速度v垂直于b的方向穿过磁场区 ab边长为l1 bc cd de各边边长依次为l2 l3 l4 以ab进入磁场区为计时的起点t 0 试求 1 画出线圈中感应电流 以逆时针方向为电流的正正向 i随时间t变化的函数图像 2 画出对线圈所施加的水平拉力 以向右为拉力的正向 f随t变化的函数图像 3 计算拉力f所做的功 解 1 线圈以v匀速穿过磁场区时 线圈内感应电流i随时间t变化的图像如图 2 所示 图中各量为 t1 l2 l4 v t2 l2 v t3 l v t4 l l2 l4 v t5 l l2 v i1 i4 bl1v r i2 i3 bl3v r 2 对线圈所施加的水平拉力f随时间t变化的图像如图所示 图中横坐标各量与 1 同 纵坐标各量为 f1 b2l12v r f2 b2l32v r 3 在线圈进 出磁场过程中 水平拉力f始终做正功 即 p168 例3 如图1示 边长a 0 1m 电阻r 0 2 的正方形线框 以速度v 0 2m s匀速穿过宽度均为a的两个匀强磁场 这两个磁场的方向相反 都和纸面垂直 磁感应强度b的大小均为0 5t 线框运动方向与线框的一边平行且与磁场边缘垂直 取逆时针方向的电流为正方向 在穿过磁场的过程中 线框中产生的感应电流随时间变化的图象是图2中的 c p169 练习2 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 2 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 l 解 1 金属框进入磁场区时 e1 bl v 2 v i1 e1 4r 2 5a方向逆时针 持续时间t1 l v 0 1s 在磁场中运动时e2 0t2 l l v 0 2s 穿出磁场区时 e3 bl v 2 v i3 e3 4r 2 5a方向顺时针 持续时间t3 l v 0 1s i t图线如图2示 2 进入磁场区时 u1 i1r 0 5v 在磁场中运动时u2 bl v 2 v 出磁场区时 u3 e3 i3r 1 5v u t图线如图3示 2005年理综全国卷i 19 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场 虚线间的距离为l 磁场方向垂直纸面向里 abcd是位于纸面内的梯形线圈 ad与bc间的距离也