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十堰市一中2010级培优班物理辅导 第六讲：电磁感应图像问题的归类分析 高二物理组：李秀学 2011、11、31 一、图像选择问题 例1、如图，一个边长为的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框．在t=0时， 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．表示i-t关系的图示中，可能正确的是 简析：做选择常用的方法有排除、比照、量纲、极限、特殊值等方法。 二、图像作画问题 例2、如图所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=0.3m．导轨左端连接R＝0.6的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D=0.2 m．细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为t=0.3,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度r=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场（t=0）到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图中画出． 三、图像变换问题 例3、矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，中正确的是五、图像应用问题 例5、如图所示，顶角θ=45°，的金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中．一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动，导体棒的质量为 m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r，导体棒与导轨接触点的a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．t=0时，导体棒位于顶角O处，求： ⑴、t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向． ⑵、导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式． ⑶、导体棒在0～t时间内产生的焦耳热Q． ⑷、若在t0时刻将外力F撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x． 例6、如图左所示区域(图中直角坐标系xOy的1、3象限)内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于图面向里，大小为B，半径为，圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R． (1)、求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f． (2)、在图(b)中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象．(规定在图(a)中线框的位置相应的时刻为t =0) 配套练习题 1、如左图所示，一矩形线圈置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如右图所示．则线圈产生的感应电动势的情况为：（　） A、0时刻电动势最大　 B、0时刻电动势为零 C、时刻电动势为0 D、～时间内电动势增大 2、竖直平面里有U形金属导轨，另有垂直导轨平面很大范围的匀强磁场（如图（a）），金属杆MN能呈水平状态导轨滑下，杆与导轨及电阻R组成闭合回路，其他电阻不计。当金属杆进入磁场后，其运动速度图象可能是图（b）中的哪几个（ ） 3、如图所示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)是如图所示中的 （ ） 4、铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置，如图所示，磁铁能产生匀强磁场，被安装在火车首节车厢下面，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一种电信号，被控制中心接收，当火车以恒定速度通过线圈时，表示线圈两端的电压随时间变化的关系是图中的（ ） 答 案： 1、C； 2、解析：0－t1（0－0.2s）A1， 电阻R与A2并联阻值：， 所以电阻R两端电压 ， 通过电阻R的电流：； t1－t2（0.2－0.4s）E=0, I2=0t2－t3（0.4－0.6s）I3=0.12A．电流随时间变化关系如图5所示． 求解物理图像的描绘问题的方法是，首先和解常规题一样，仔细分析物理现象，弄清物理过程，然后求解有关物理量或分析相关物理量间的函数关系，最后正确地作出图像．在描绘图像时，要注意物理量的单位，坐标轴标度的适当选择用函数图像的特征等． 3、D； 4、解析：导体杆在轨道上做初速度为零的加速直线运动，用v表示瞬时速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为：， 闭合回路中的感应电流为：， 由安培力公式和牛顿第二定律得：， 得：． 在图像上取两点：（0，1）（28，4）代入解方程组得： ． 在定性分析物理图像时，