20xx滬科版高中物理選修（3-2）第1章第6節(jié)《電磁感應(yīng)的案例分析》word學(xué)案-文庫(kù)吧
2025-10-16 06:58 本頁(yè)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(guān)鍵 ． 2． 解決圖像問(wèn)題的一般步驟 (1)明確圖像的種類(lèi) ， 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(yīng)的具體過(guò)程 ． (3)用楞次定律或右手定則來(lái)確定感應(yīng)電流的方向 ． (4)用法拉第電磁感應(yīng)定律 E＝ nΔΦΔt或 E＝ BLv求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 (5)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律 、 歐姆定律 、 牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫(xiě)出函數(shù)關(guān)系式 ． (6)根據(jù)函數(shù)關(guān)系畫(huà)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(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán) ． 規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖 3甲所示 ， 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度向上為正 ． 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時(shí)間 t按圖乙所示規(guī)律變化時(shí) ， 下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是 ( ) 圖 3 解析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有： E＝ nΔΦΔt＝ nSΔBΔt，因此在面積、匝數(shù)不變的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁場(chǎng)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(yīng)電流不變，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向順時(shí)針即為正值， 2 s～ 4 s 斜率不變，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，整個(gè)過(guò)程中的斜率大小不變，所以感應(yīng)電流大小不變，故 A、B、 D 錯(cuò) 誤， C 正確． 答案 C 例 4 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T， 磁場(chǎng)寬度 l＝ 4 m， 一正方形金屬框邊長(zhǎng) 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(guò)磁場(chǎng)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(huà)出金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中 ， 各階段的等效電路圖 ． (2)畫(huà)出金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中 ， 金屬框 內(nèi)感應(yīng)電流的 i－ t圖線 ； (要求寫(xiě)出作圖依據(jù) ) (3)畫(huà)出 a、 b兩端電壓的 U－ t圖線 ． (要求寫(xiě)出作圖依據(jù) ) 解析 如圖 a 所示，線框的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為三個(gè)階段：第 Ⅰ 階段 cd 相當(dāng)于電源；第 Ⅱ 階段 cd和 ab相當(dāng)于開(kāi)路時(shí)兩并聯(lián)的電源；第 Ⅲ 階段 ab相當(dāng)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(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?，持續(xù) 時(shí)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(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? ab兩端的電壓 U3＝ I33 r＝ V， t3＝ s 規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较?，?i－ t圖像和 ab兩端 U－ t圖像分 別如圖甲、乙所示 ． 答案 見(jiàn)解析 1． (電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題 )由粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 磁場(chǎng)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(gè)不同方向平移出磁場(chǎng) ， 如圖所示 ， 則在移出過(guò)程中線框一邊 a、 b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是 ( ) 答案 B 解析 本題在磁場(chǎng)中的線框與速度垂直的邊等效為切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電源 ． 四個(gè)選項(xiàng)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(diǎn)間電勢(shì)差為路端電壓，為電動(dòng)勢(shì)的 34倍，而其他選項(xiàng)則為電動(dòng)勢(shì)的 14倍 ． 故 B 正確 ． 2． (電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題 )如圖 5 所示 ， 兩條
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