电磁感应电路的求解策略及图像问题.doc

快乐学习，尽在中小学教育网电磁感应电路的求解策略及图像问题吴社英一、电磁感应电路的求解策略变换物理模型是将陌生的物理模型与熟悉的物理模型相比较，分析异同并从中挖掘其内在的联系，从而建立起熟悉模型与未知现象之间相互关系的一种特殊解题方法。巧妙地运用“类同”变换，“类似”变换，“类异”变换，可使复杂、陌生、抽象的问题变成简单、熟悉、具体的题型，从而使问题大为简化。解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路。感应电动势的大小相当于电源电动势。其余部分相当于外电路，并画出等效电路图。此时，处理问题的方法与闭合电路求解基本一致，唯一要注意的是电磁感应现象中，有时导体两端有电压，但没有电流流过，这与电源两端有电势差但没有接入电路时，电流为零的情况一样。例1：如图1所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，MON=。在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO和ON并以垂直于ON的速度v，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为，磁感应强度为B，求回路中的感应电流。图1解析：设PQ从顶点O开始向右运动的时间为t，回路中。回路中电阻为。回路中感应电流。例2：如图2所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，并且以在变化，水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽的导轨上放一电阻的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量的重物，轨道左端连接的电阻，图中的L=0.8m，求至少经过多长时间才能吊起重物。图2解析：由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势为由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流由于安培力方向向左，应用左手定则可判断出电流方向为顺时针方向（由上往下看），则在t时刻磁感应强度为此时安培力为由受力分析可知由式并代入数据解得t=495s。二、电磁感应中的图像问题在电磁感应现象中，常常用图像来描述物理量的变化以及物理过程，如何正确地识图并应用于解题，是对我们的一个基本要求。1. 正确识图即正确识别纵横坐标所表示的物理量及物理意义例3：如图3所示，边长为L的矩形导体闭合线圈，在外力作用下，匀速向右通过宽为d的匀强磁场（dL），设穿过线圈的磁通量为，感应电动势大小为E，线圈所受磁场力为F，通过线圈的电荷量为Q，则在图4所示中正确的是（ ）图4解析：四个图像分别表示的是磁通量、电动势、磁场力、电荷量随时间变化的关系。线圈在进入磁场阶段，磁通量均匀增加，线圈在离开磁场阶段，磁通量均匀减少，由楞次定律知，这两个阶段均产生感应电动势，且方向相反。由左手定则知线圈所受磁场力均向左，两个阶段电荷量都随时间均匀增加，线圈全部在磁场中时，磁通量最大，感应电动势为零，电流为零。故选ABD项。2. 分析清楚图像所反映的物理过程例4：如图5所示，宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区域，在运动过程中，线圈始终有一边与磁场的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，在图6所示的图像中正确反映电流随时间变化规律的是（ ）图5图6解析：线圈进入磁场，线圈中磁通量先增加后减少，磁场方向不变，故线圈中产生的感应电流方向相反，故BD项错误；当线框全部进入磁场中后，回路中磁通量不变