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电磁感应中的电路和图像问题


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练习:(哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学06联考) 一正方形闭合导线框abcd,边长L=0.1m,各边电阻为1Ω,bc 边位于x轴上,在x轴原点O右方有宽L=0.1m、磁感应强度为1T、 方向垂直纸面向里的匀强磁场区域,如图所示,当线框以恒定 速度4m/s沿x轴正方向穿越磁场区域过程中,下面个图可正确表 示线框 进入到穿出磁场过程中,ab边两端电势差Uab随位置变 化情况的是 ( )
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综合应用:
如图所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、 P两端接一阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置, 其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁 场方向垂直导轨平面向上.t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力 F,金属棒由静止开始沿导轨向上运动,通过R的感应电流I随时间t 变化的关系如图乙所示.下列关于穿过回路abPM的磁通量Φ和磁通 量的瞬时变化率以及a、b两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q 随时间t变化的图象中,正确的是
一、电磁感应现象中的电路问题
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例1:如图所示,电阻不计的平行光滑金属导轨MN和OP放置在
水平面内.MO间接有阻值为R的电阻.导轨相距为d,匀强磁
场磁感应强度为B.电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置,当导 体棒以速度v匀速向右运动时。求: (1)通过R中的电流大小和方向 (2)CD两端的电压
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例2:用均匀导线做成的正方形线框边长0.2m,正方形的 一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示.当磁场以 10 T/s的变化率增强时,线框中a、b两点间的电势差是( )
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3.(2010·成都模拟)如右图所示, 电阻 R=1 Ω、半径 r1=0.2 m 的 单匝圆形导线框 P 内有一个与 P 共面的圆形磁场区域 Q,P、 Q 的圆心相同,Q 的半径 r2=0.1 m.t=0 时刻,Q 内存在着垂直于圆面向里的 磁场,磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系是 B =2-t(T).若规定逆时针方向为电流的正方向, 则线框 P 中感应电流 I 随时间 t 变化的关系图 象应该是图中的( )
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二、电磁感应现象中的图象问题
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例1:如图所示,边长为L、总电阻为R的正方形线框
abcd,其bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向
垂直纸面向里的有界匀强磁场的边缘.现使线框以初速 度v0 匀速 通过磁场,线框从开始进入到完全离开磁场 的过程中,试分析线框中感应电流(以逆时针方向为正) 随时间变化(i-t图)的图像。
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如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁 场区域.直角边长为L,磁感应强度大小为B, 方向垂直纸面向外,一边长为L、总电阻为R 的正方形闭合导线框abcd,从图示位置开始 沿x轴正方向以速度v垂直磁场匀速穿过磁场 区域.取电流沿a→b→c→d→a的方向为正, 则图中表示线框中感应电流i随bc边位置坐标x 变化的图象正确的是
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2、如图甲所示光滑导轨水平放置,竖直向下的匀强磁场,磁感 应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向),除电 阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab始终处于静止状态.规 定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方 向,则在0~t时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒 ab所受水平外力F随时间t变化的图象是
i
0
t
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例 2: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 流的正方向如下图甲所示,当磁场的磁感应强 度 B 随时间 t 如图乙变化时,图中正确表示线 圈中感应电动势 E 变化的是( )
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解决图象问题的一般思路
(1)明确图象的种类:即是B-t图或者E-t图、I-t图等.
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A.Uab=0.1 V B.Uab=-0.1 V
C.Uab=0.2 V D.Uab=-0.2 V
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电磁感应现象中电路问题的基本思路: ①确定等效电源. ②分析电路结构,画等效电路图.
③利用电路规律求解,主要有闭合电路欧姆定 律,串并联规律等.
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巩固训练:
粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁 场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线 框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同 方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框 的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是
楞次定律确定方向 对应关系. (4)确定大小变化:结合电磁感应规律、欧姆定律等判断 各个物理量的大小.
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巩固练习:
1、如图所示,边长为2l的正方形虚线框内有垂 直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为l的正方 形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框和虚 线框的对角线重合.从t=0开始,使导线框从图 示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁 场,直到整个导线框离开磁场区域.用I表示导 线框中的感应电流,取逆时针方向为正.则下列 表示I-t关系的图线中,可能正确的是( )
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