2.2-4电磁感应中的图像问题-2022-2023学年高二物理讲练结合新课件（2019人教版选择性必修第二册）

第二章 电磁感应 2.2-3 电磁感应中的图像问题 选修二 第二章 第二节 2019人教版高中物理 【学习目标】 掌握有关图像问题的求解思路和方法。 一、图象类型 （1）磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间变化的图像， 即B－t图像、Φ－t图像、E－t图像、I－t图像和F-t图像 （2）对于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E和感应电流I随线圈位移x变化的图像。 即E－x图像和I－x图像 （3）应用：安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图像等知识。 3 【例1】（目标指向2）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环．规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场向上为正．当磁感应强度 B 随时间t按图2变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是 ( ) C 解析： 根据法拉第电磁感应定律有： ，则感应电流 ，因此在面积、匝数不变的情况下，感应电流与磁场的变化率成正比，即与B−t图象中的斜率成正比， 由图象可知： 0∼2s内，斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律可知感应电流方向顺时针即为正值； 2∼4s内，斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律可知感应电流方向逆时针即为负值；C正确 二、图像问题的分析思路 三．解答电磁感应中图象类选择题的两个常用方法 排除法 定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项 函数法 根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关 系，然后由函数关系对图象进行分析和判断 7 【例2】（目标指向2）如图所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻，规定电流方向逆时针为正，在如图所示图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（ ） C 8 解析：线框进入磁场过程：时间t1==1s，根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，感应电流大小I=不变． 线框完全在磁场中运动过程：磁通量不变，没有感应产生，经历时间为：t2==1s． 线框穿出磁场过程：时间t3==1s，感应电流方向是顺时针方向，感应电流大小为：I=不变． 故选：C 【例3】矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如图所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。若规定导线框中感应电流沿逆时针方向为正，则在0～4 s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F(安培力取向上为正)随时间变化的图像为图中的(　　) C 解析 解析：由图可知，0～2 s内，线框中磁通量的变化率不变，故0～2 s内感应电流不变，由楞次定律和安培定则可知，电流方向为顺时针，即电流为负；同理可知，2～4 s内感应电流不变且方向为逆时针，即电流为正；由E＝＝S可知，两段时间内电流大小相等，A、B错误。 电流大小恒定不变，故由F＝IlB可知，安培力大小与B成正比，再由左手定则知，C正确，D错误。 1、如图所示，有一边长为L的正方形线框abcd，由距匀强磁场上边界H处静止释放，下降过程中ab边始终与磁场边界平行，且ab边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动。匀强磁场区域宽度也为L。ab边开始进入磁场时记为t1，cd边出磁场时记为t2，忽略空气阻力，从线框开始下落到cd边刚出磁场的过程中，线框的速度大小v、加速度大小a、ab两点的电压大小Uab、线框中产生的焦耳热Q随时间t的变化图像可能正确的是 (　　) C 【当堂检测】 解析：线框在磁场上方H处开始下落到ab边开始进入磁场过程中线框做匀加速运动；因线框ab边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动，可知线框直到cd边出磁场时也做匀速运动，选项A、B错误。线框ab边进入磁场的过程：E＝BLv，则Uab＝BLv；ab边出磁场后cd边在磁场中运动的过程：E＝BLv，则Uab＝BLv；线框进入磁场和出离磁场过程中电动势相同，均为E＝BLv，时间相同，则产生的热量相同，故选项C正确，D错误。 2、如图所示，一底边长为L、底边上的高也为L的等腰三角形导体线框以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过长为2L、宽为L的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.t＝0时刻，三角形导体线