电磁感应中的图像问题

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面，bc边与磁场的边界P重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域.以a→b→c→d→e→f为线框中有电动势的正方向.以下四个ε-t关系示意图中的是

ε

电磁感应中的图像问题

类型一 由给定的电磁感应过程选正确的图像

【金题1】（2007全国I、21）如图所示，LOO’L’为一折线，它所形成的两个角∠LOO’和∠OO’L’均为45º.折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直OO’的方向以速度v做匀速直线运动，在t＝0时刻恰好位于图中所示的位置.以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—时间(I—t)关系的是(时间以l/v为单位)

AC

【掘金分析】从初始位置开始，在第一段时间内切割的有效长度在逐渐变大，且电流方向为逆时针，按正方向规定，只有B、D符合要求.由B、D两项中第二段时间的图象是一样的，可以不再详细分析；在第三段时间内，线框已经有部分离开上面的磁场，切割的有效长度在减少，且电流方向为顺时针方向，所以只有D选项正确.【答案】 D

【金题2】（2007全国II、21）如图所示，在PQ、QR区域是在在着磁感

Q BDA.

l

【掘金分析】楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D选项错误；1－2s内，磁通量不变化，感应电动势为0，A选项错误；2－3s内，产生感应电动势E＝2Blv＋Blv＝3Blv，感应电动势的方向为逆时针方向(正方向)，故C选项正确.【答案】C

【金题3】[天津卷.20] 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，图3中正确表示线圈感应电动势E变化的是（ ）

【掘金分析】在第1s内，由楞

图1

图2

次定律可判定电流为正，其产生的感应电动势E1＝

1 B1

S，在第 t1 t1

2s和第3s内，磁场B不变化，线圈中无感应电流，在第4s和第5s内，B减小，由楞次定律可判定，其电流为负，产生的感应电动势E1＝

2 B2

S，由于ΔB1＝ΔB2，Δt2＝2Δt1，故E1＝2E2，由此可知， t2 t2

A选项正确。

【答案】A

【金题4】（广东物理卷.10） 如图4所示，用一根长为L质量不计的

x2

细杆与一个上弧长为2、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于

O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面

向里的匀强磁场，且d0《L。先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是 A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为：

a→b→c→d→a

B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为：

a→d→c→b→a

C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等 D．金属线框最终将在磁场内做简谐运动

【掘金分析】金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为：

a→b→c→d→a 。金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判 断电流的方向为 a→d→c→b→a 。根据能量转化和守恒，可知，金属线框dc边进入 磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等。如

2

E-E0-2E000000相应的物理量

【金题1】在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（甲）所示，0—1 s内磁场方向垂直线框平面向下。圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，如图（乙）所示。若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图中的

（设向右的方向为静摩擦力的正方向）

（ ）

A

B

图3

C

D

第７题图

此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动， 由于d0《L，单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于10度，故最终在磁场内做简谐运动。 答案为C。有的考生不能分析出金属线框最后的运动状态。 【答案】C

类型二 由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解

【掘金分析】由于1到2秒B不变化，所以感应电流为0，导体棒不受安培力，故其静摩擦力为0，A、C错；0到1秒B均有增加，由楞次定律知电流为逆时针，有左手定则知导体棒受到安培力向左，由导体棒静止不动，所以摩擦力向右，故B正确。 【答案】B

【金题2】（2007天津理综、16）将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是 A．电路中交变电流的频率为0.25 Hz B

A C．电阻消耗的电功率为2.5 W

D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V

【掘金分析】从图中可以看出，电流的周期为0.04s所以频率为25Hz。电压的峰值为5V，所以通过电阻的电流的峰值为1A，用交流电表测量的是电压和电流的有效值。正弦交流电的有效值是峰值的

A、该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)V B、该交流电的频率为25Hz

2

－2 s

C、该交流电的电压的有效值为

D、若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W

【掘金分析】 由图象可知正弦交流电的周期T 0.04s，则

f

1

25Hz， 2 f 50 ，所以该交流电的电压瞬时值的表达T

式为u＝100sin(50πt)V，A不正确，B正确；该交流电的电压的有效值为

2

倍，所以D2

1002

V 502V，则C不正确；若将该交流电压加在阻值R＝100Ω

522

2.5W所以C正错误。根据电功率的计算公式有P UI 22

确。 【答案】C

【金题3】（2007宁夏、17）一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知

U2(502)2

W 50W，则D的电阻两端，则电阻消耗的功率为P R100

正确，所以正确答案为BD、 【答案】BD

【金题4】(2007北京理综、17)、电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1 10 ，R2 20 。合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则

而串联电路中各部分电流相等，所以电流的最大值为0.62A 【答案】Ｂ

【知识要点】

电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势和感应电流I等随时间变化的图线，即B—t图线、φ—t图线、E—t图线和I—t图线。

对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应

A.通过R1的电流有效值是1.2A B、R1两端的电压有效值是6V

C、通过R2的电流最大值是1.22A D、R2两端的电压最大值是62V

【掘金分析】 从图2可以看出，通过R2电流的有效值是0.6A所以R2两端电压的有效值为12V，最大电压是122VR1两端电压的有效值为6V。

【方法技巧】

电磁感应中的图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，

从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定则判断出感应电动势（感应电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中电动势和感应电流I等随位移x变 …… 此处隐藏：2642字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……