20xx滬科版高中物理選修（3-2）第1章第6節(jié)《電磁感應的案例分析》word學案-文庫吧
2024-10-30 06:58 本頁面
【正文】 變化范圍 、 初始條件 、 斜率的物理意義等 ， 往往是解題的關鍵 ． 2． 解決圖像問題的一般步驟 (1)明確圖像的種類 ， 即是 B－ t圖像還是 Φ－ t圖像 ， 或者 E－ t圖像 、 I－ t圖像等 ． (2)分析電磁感應的具體過程 ． (3)用楞次定律或右手定則來確定感應電流的方向 ． (4)用法拉第電磁感應定律 E＝ nΔΦΔt或 E＝ BLv求感應電動勢的大小 (5)結合法拉第電磁感應定律 、 歐姆定律 、 牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數關系式 ． (6)根據函數關系畫圖像或判斷圖像 ， 注意分析斜率的意義及變化 ． 例 3 在豎直方向的勻強磁場中 ， 水平放置一圓形導體環(huán) ． 規(guī)定導體環(huán)中電流的正方向如圖 3甲所示 ， 磁場的磁感應強度向上為正 ． 當磁感應強度 B隨時間 t按圖乙所示規(guī)律變化時 ， 下列能正確表示導體環(huán)中感應電流變化情況的是 ( ) 圖 3 解析 根據法拉第電磁感應定律有： E＝ nΔΦΔt＝ nSΔBΔt，因此在面積、匝數不變的情況下，感應電動勢與磁場的變化率成正比，即與 B－ t圖像中的斜率成正比，由圖像可知： 0～ 2 s，斜率不變，故感應電流不變，根據楞次定律可知感應電流方向順時針即為正值， 2 s～ 4 s 斜率不變，電流方向為逆時針，整個過程中的斜率大小不變，所以感應電流大小不變，故 A、B、 D 錯 誤， C 正確． 答案 C 例 4 勻強磁場的磁感應強度 B＝ T， 磁場寬度 l＝ 4 m， 一正方形金屬框邊長 ad＝ l′＝ 1 m， 每邊的電阻 r＝ Ω， 金屬框以 v＝ 10 m/s 的速度勻速穿過磁場區(qū) ， 其平面始終保持與磁感線方向垂直 ， 如圖 4 所示 ． 求 ： 圖 4 (1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中 ， 各階段的等效電路圖 ． (2)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中 ， 金屬框 內感應電流的 i－ t圖線 ； (要求寫出作圖依據 ) (3)畫出 a、 b兩端電壓的 U－ t圖線 ． (要求寫出作圖依據 ) 解析 如圖 a 所示，線框的運動過程分為三個階段：第 Ⅰ 階段 cd 相當于電源；第 Ⅱ 階段 cd和 ab相當于開路時兩并聯(lián)的電源；第 Ⅲ 階段 ab相當于電源，分別如圖 b、 c、 d 所示 ． 在第 Ⅰ 階段，有 I1＝ Er＋ 3r＝ Bl′ v4r ＝ A. 感應電流方向沿逆時針方向，持續(xù) 時間為 t1＝ l′v ＝ 110 s＝ s. ab兩端的電壓為 U1＝ I1r＝ V＝ V 在第 Ⅱ 階段，有 I2＝ 0， ab兩端的電壓 U2＝ E＝ Bl′ v＝ 2 V t2＝ l－ l′v ＝ 4－ 110 s＝ s 在第 Ⅲ 階段，有 I3＝ E4r＝ A 感應電流方向為順時針方向 ab兩端的電壓 U3＝ I33 r＝ V， t3＝ s 規(guī)定逆時針方向為電流正方向，故 i－ t圖像和 ab兩端 U－ t圖像分 別如圖甲、乙所示 ． 答案 見解析 1． (電磁感應中的電路問題 )由粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中 ， 磁場方向垂直于線框平面 ， 其邊界與正方形線框的邊平行 ． 現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場 ， 如圖所示 ， 則在移出過程中線框一邊 a、 b兩點間的電勢差絕對值最大的是 ( ) 答案 B 解析 本題在磁場中的線框與速度垂直的邊等效為切割磁感線產生感應電動勢的電源 ． 四個選項中的感應電動勢大小均相等，回路電阻也相等，因此電路中的電流相等， B 中a、 b兩點間電勢差為路端電壓，為電動勢的 34倍，而其他選項則為電動勢的 14倍 ． 故 B 正確 ． 2． (電磁感應中的圖像問題 )如圖 5 所示 ， 兩條
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