電磁感應(yīng)圖像的動(dòng)態(tài)分析

電磁感應(yīng)中的圖像的動(dòng)態(tài)分析一：要熟悉圖像所能表達(dá)的物理信息〔1〕截距：初始狀態(tài)〔2〕斜率：往往表達(dá)一定的物理意義，如該章的B-t圖像、Φ-t圖像的斜率，和感應(yīng)電動(dòng)勢直接相關(guān)?！?〕拐點(diǎn)：多過程要分段研究，而圖像拐點(diǎn)是分段研究的關(guān)鍵點(diǎn)，它是物理過程發(fā)生變化的時(shí)刻。要重點(diǎn)關(guān)注并分析發(fā)生變化的原因，例如：受力發(fā)生了怎樣的變化，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何變化？該量的變化透漏或反映了怎樣的物理規(guī)律？等等。二：要熟悉物理過程對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律過程分析的關(guān)鍵在于對(duì)相關(guān)物理規(guī)律熟悉的根底上，電磁感應(yīng)圖像中牽扯的物理規(guī)律很多，比方安培定那么、左手定那么、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、安培力的計(jì)算公式、閉合電路的歐姆定律、功和功率的計(jì)算等等。三、解決此類問題的一般步驟〔1〕明確圖象的種類?！?〕分析電磁感應(yīng)的具體過程?！?〕結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)方程?！?〕根據(jù)函數(shù)方程，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等?！?〕畫圖象或判斷圖象。

例1、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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應(yīng)線方向垂直，如下圖，求：〔1〕畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的I-t圖線〔要求寫出作圖依據(jù)〕〔2〕畫出ab兩端電壓的U-t圖線〔要求寫出作圖依據(jù)〕dabcl′ldabcldabc2dabc1dabc3dabc4dabc5I/A0t/s2.50.10.30.4dabcU/V0t/s0.50.10.30.4-2.51.5

I-t圖線

U-t

圖線2ΦE=BLv=2Uab=E/4Uab=EUab=3E/4I=E/2r=2.5例題2.如下圖的異形導(dǎo)線框，勻速穿過一勻強(qiáng)磁場區(qū)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是〔設(shè)導(dǎo)線框中電流沿abcdef為正方向〕DbcadefDCAB首先將運(yùn)動(dòng)過程分段處理．在每一段運(yùn)動(dòng)過程中確定哪一段導(dǎo)線切割磁感線，它就相當(dāng)于電源，然后確定切割磁感線的有效長度，再根據(jù)E=BLv和右手定那么判定感應(yīng)電流的大小和方向．bcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadef練習(xí)2.如下圖，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域．從BC邊進(jìn)入磁場區(qū)開始計(jì)時(shí)，到A點(diǎn)離開磁場區(qū)止的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流的情況(以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?是如以下圖所示中的AABCABCD首先將運(yùn)動(dòng)過程分段處理．在每一段運(yùn)動(dòng)過程中確定哪一段導(dǎo)線切割磁感線，它就相當(dāng)于電源，然后確定切割磁感線的有效長度，再根據(jù)E=BLv和右手定那么判定感應(yīng)電流的大小和方向．5.如圖1示，邊長a=0.1m，電阻R=0.2Ω的正方形線框，以速度v=0.2m/s勻速穿過寬度均為a的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場，這兩個(gè)磁場的方向相反，都和紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.5T，線框運(yùn)動(dòng)方向與線框的一邊平行且與磁場邊緣垂直，取逆時(shí)針方向的電流為正方向，在穿過磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是圖2中的圖1BBC圖2Bt

I/A

00.50.051.5-0.051AtI/A

00.50.11.5-0.051DtI/A

00.50.051.5-0.051Ct

I/A

00.50.051.5-0.11

4．如圖（a），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(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）所示，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為N，則（）A．t1時(shí)刻N(yùn)＞GB．t2時(shí)刻N(yùn)＞GC．t3時(shí)刻N(yùn)＜GD．t4時(shí)刻N(yùn)＝GAD1.一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎诖艌鲋杏幸患?xì)金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，如圖1所示．現(xiàn)令磁感強(qiáng)度B隨時(shí)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(yīng)電動(dòng)勢的大小，I1，I2，I3分別表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流，那么A．E1＞E2，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向B．E1＜E2，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向C．E1＜E2，I2沿順時(shí)針方向，I3沿逆時(shí)針方向D．E2＝E3，I2沿順時(shí)針方向，I3沿順時(shí)針方向BD順時(shí)針12345B678910abcd圖2圖1在B－t圖像中，直線表示B均勻變化，對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流為定值．斜率的絕對(duì)