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根底上，电磁感应图像中牵扯的物理规律很多，比方安培定那么、左手定那么、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，如下图，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/s0.50.10.30.4-2.51.5

I-t图线

U-t

图线2ΦE=BLv=2Uab=E/4Uab=EUab=3E/4I=E/2r=2.5例题2.如下图的异形导线框，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〕DbcadefDCAB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和右手定那么判定感应电流的大小和方向．bcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadefbcadef练习2.如下图，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)是如以下图所示中的AABCABCD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和右手定那么判定感应电流的大小和方向．5.如图1示，边长a=0.1m，电阻R=0.2Ω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中的图1BBC图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．如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（）A．t1时刻N＞GB．t2时刻N＞GC．t3时刻N＜GD．t4时刻N＝GAD1.一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正．在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图1所示．现令磁感强度B随时间t变化，先按图2中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令E1；E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1，I2，I3分别表示对应的感应电流，那么A．E1＞E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B．E1＜E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向C．E1＜E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向D．E2＝E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向BD顺时针12345B678910abcd图2图1在B－t图像中，直线表示B均匀变化，对应感应电流为定值．斜率的绝对