电磁感应中的图像问题课堂PPT

1、电磁感应中常涉及磁感应强度电磁感应中常涉及磁感应强度b、磁通量、磁通量、感、感应电动势应电动势e和感应电流和感应电流i随时间随时间t变化的图像，即变化的图像，即b-t图像、图像、-t图像、图像、e-t 图像和图像和i-t图像等。对于图像等。对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况还切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况还常涉及感应电动势常涉及感应电动势e和感应电流和感应电流i随线圈位移随线圈位移x变变化的图像，即化的图像，即e-x图像和图像和i-x图像。图像。不管是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利不管是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等用右

2、手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决。规律分析解决。 这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。复习精要复习精要3如图如图2所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴轴o以角速度以角速度匀速逆时针转动。设线框中感应电匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以

3、逆时针为正，线框处于图示位置时为时流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图间零点。那么，在图3中能正确表明线框转动一周中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是感应电流变化情况的是 （ ）0it0it0it0itbacd图图3 a图图2ob 3如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于是位于纸面内的梯形线圈，纸面内的梯形线圈，ad与与bc间的距离也为间的距离也为l。t=0时刻，时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度边与磁场区域边

4、界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流方向为的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流中，感应电流i随时间随时间t变化的图线变化的图线可能是可能是 （ ）abcdl2l/vl/vicot2l/vl/vidto2l/vl/vibotol/v2l/viatb21.如图所示，如图所示，loo l为一折线，它所形成的两个角为一折线，它所形成的两个角loo和和oo l 均为均为45。折线的右边有一匀强。折线的右边有一匀强磁场磁场.其方向垂直于纸面向里其方向垂直

5、于纸面向里.一边长为一边长为l 的正方形导线的正方形导线框沿垂直于框沿垂直于oo 的方向以速度的方向以速度v作匀速直线运动，在作匀速直线运动，在t0的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流四幅图中能够正确表示电流-时时间间( ( i t ) )关系的是关系的是( )（时间以（时间以l /v为单位）为单位）llololl450vd0ti2130ti2130ti2130ti213d.a.b.c.解解: 由初始位置可得由初始位置可得,切割的有效长度在逐渐变大切割的有效长度在逐渐变大

6、,且为逆时针且为逆时针,所以所以bd中选一个中选一个,lvt=l/vt=2l/vt=3l/v由于由于bd两项中前两项中前2秒内是一样的秒内是一样的,没有区别没有区别.在第在第3秒内秒内,线框已经有部分出上面磁场线框已经有部分出上面磁场,切割的有效长切割的有效长度在减少度在减少,且为顺时针方向且为顺时针方向,所以只有所以只有d选项是正确的选项是正确的. 21.如图所示，在如图所示，在pq、qr区域存在着磁感应强度大区域存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，面，bc边与磁场的边界边与磁场的边界p重合。导线框与磁场区域的尺重

7、合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从寸如图所示。从t0时刻开始线框匀速横穿两个磁场时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以区域。以abcdef为线框中电动势的正方向。为线框中电动势的正方向。以下四个以下四个-t关系示意图中正确的是（关系示意图中正确的是（ ）pqraf2l2lllbllcdeb.t01 2 3 4c.t0123 4d.t01 23 4a.t01 23 4c解见下页解见下页解：解：b.t01 2 3 4c.t0123 4d.t01 23 4a.t01 23 4pqraf2l2lllbllcde 由楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入由楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时的

8、电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方磁场时的电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故向，故d选项错误；选项错误；12s内内, 磁通量不变化磁通量不变化, 感应电动势为感应电动势为0, a选项错误选项错误;23s内内, 产生感应电动势产生感应电动势e2blvblv3blv, 感应电感应电动势的方向为逆时针方向（正方向）动势的方向为逆时针方向（正方向）,故故c选项正确选项正确. 16（15分）如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正分）如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框方形线框abcd的电阻为的电阻为r，ab = bc = cd =da = l现将现将线框以与线框以与ab垂直的速度垂直的速度v

9、匀速穿过一宽度为匀速穿过一宽度为2l、磁感应、磁感应强度为强度为b的匀强磁场区域，整个过程中的匀强磁场区域，整个过程中ab 、cd两边始两边始终保持与边界平行令线框的终保持与边界平行令线框的cd边刚与磁场左边界重边刚与磁场左边界重合时合时t0，电流沿，电流沿abcda流动的方向为正流动的方向为正（1）求此过程中线框产生的焦耳热）求此过程中线框产生的焦耳热（2）在图乙中画出线框中感应）在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象电流随时间变化的图象（3）在图丙中画出线框中）在图丙中画出线框中a、b两点间电势差两点间电势差uab随时间随时间t变化的图象变化的图象l2lavdcb图甲图甲图丙图丙t0u

10、abt0i图乙图乙第第3页页解：解： ab或或cd切割磁感线所产生的感应电动势为切割磁感线所产生的感应电动势为blv 对应的感应电流为对应的感应电流为rblvri ab或或cd所受的安培力为所受的安培力为 ，rvlbbilf22 外力所做的功为，外力所做的功为，rvlblfw3222 由能的转化和守恒定律，线框匀速拉出过程中所由能的转化和守恒定律，线框匀速拉出过程中所产生的焦耳热应与外力所做的功相等，产生的焦耳热应与外力所做的功相等，rvlbwq322 即即第第4页页t0i令令 ，画出的图像分为三段，画出的图像分为三段rblvi 0t0l /v ， i - i0tl /v 2 l /v ， i 0t2 2l /v 3 3l /v ， i i0 感应电流随时间变化的图象如图示感应电流随时间变化的图象如图示l/v2l/v 3l/vi0i0l/v2l/v 3l/v题目题目tuab令令u0=blv ，画出的图像分为三段，画出的图像