【正文】 研究問題的函數(shù)關(guān)系． (2)在圖象中 E、 I、 B等物理量的方向通過物理量的正負(fù)來反映． (3)畫圖象要注意縱、橫坐標(biāo)的單位長度定義或表達(dá) . 楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定 律 圖象的初始條件，方向與正、負(fù)的對(duì)應(yīng)，物理量的變化趨勢，物理量的增、減或方向正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判斷圖象的關(guān)鍵． 在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源．因此，電磁感應(yīng)問題往往又和電路問題聯(lián)系在一起．解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是： 1．用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大 、 小和方向； 2．畫等效電路圖； 3．運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質(zhì)、電功率等公 式聯(lián)立求解． 在電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢 ， 其大小可能是恒定的 ， 還可能會(huì)隨導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化 ， 也可能隨回路面積或磁場而變化 ． 1．如圖 9－ 3－ 1所示，在磁感 應(yīng)強(qiáng)度為 T的勻強(qiáng)磁場中， 有一長為 m、電阻為 Ω 的導(dǎo)體 AB在金屬框架上以 10 m/s的速度向右滑動(dòng)， R1＝ R2 ＝ Ω，其他電阻不計(jì)，求流過導(dǎo)體 AB的電流 I. 圖 9－ 3－ 1 解析： AB切割磁感線相當(dāng)于電源， 其等效電路如圖所示， EAB＝ Blv＝ 10 V＝ 1 V 由閉合電路歐姆定律得 I＝ R1與 R2并聯(lián)，由并聯(lián)電路電阻關(guān)系得： 解得： R＝ ＝ Ω IAB＝ I＝ A. 答案： A 1．基本方法 (1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和 方向； (2)由閉合電路歐姆定律求回路中的電流； (3)分析導(dǎo)體受力情況 (包含安培力在內(nèi)的全面受力分析 )； (4)根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程求解． 2．兩種狀態(tài)處理 (1)導(dǎo)體處于平衡態(tài) —— 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． 處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析． (2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài) —— 加速度不為零． 處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，或結(jié)合功能 關(guān)系分析． 3．電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題 (1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中 的臨界狀態(tài)，如由速度、加速度求最大值或最小值的條件． (2)基本思路如下： 導(dǎo)體棒在外力作用下做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生臨界問題時(shí)，一般是導(dǎo)體棒最終有恒定的速度．常見情況如下： ，導(dǎo)體勻速切割磁感線運(yùn)動(dòng)． ，導(dǎo)體先減速后勻速運(yùn)動(dòng)． ，導(dǎo)體先加速后勻速運(yùn)動(dòng)． 2．在勻強(qiáng)磁場中，磁場垂直于紙面 向里，豎直放置的導(dǎo)軌寬 m， 導(dǎo)軌中接有電阻為 Ω、額定 功率為 5 W的小燈泡，如圖 9－ 3－ 2所示．一質(zhì)量為 50 g的金屬 棒可沿導(dǎo)軌無摩擦下滑 (導(dǎo)軌與棒接觸良好，導(dǎo)軌和 棒的電阻不計(jì) )，若棒的速度達(dá)到穩(wěn)定后，小燈泡正 常發(fā)光．求： (g取 10 m/s2) 圖 9－ 3－ 2 (1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度； (2)此時(shí)棒的速度． 解析： (1)小燈泡正常發(fā)光，由 P＝ I2R，則電路中的電流為： I＝ ＝ A＝ 5 A 金屬棒勻速下滑，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢．金屬棒中有感應(yīng)電流，金屬棒受安培力作用 BIL＝ mg， 得 B＝ T＝ T. (2)因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)勢 E＝ BLv， I＝ ， 得 v＝ m/s＝ 10 m/s. 答案： (1) T (2)10 m/s 1．電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程．在導(dǎo) 體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中，導(dǎo)體在磁場中必 定受到安培力作用，必須有 “外力”克服安培力做功．此 過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．“外力” 克服安培力 做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．當(dāng)感應(yīng) 電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能．可以 簡化為下列形式： 其他形式的能 (如：內(nèi)能 ) 同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能． 2．解答電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟： (1)在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回 路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源． (2)搞清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生 了相互轉(zhuǎn)化． (3)根據(jù)能量守恒列方程求解． 安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；安培力做負(fù)功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，且滿足能量守恒定律． 3． (2020天津高考 )如圖 9－ 3－ 3所示， 豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間 接有定值電阻 R，質(zhì)量不能忽略的 金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良 好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻 均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中， 磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的 恒力 F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力 F做的功與 安培力做的功的代數(shù)和等于 ( ) 圖 9－ 3－ 3 A．棒的機(jī)械能增加量 B．棒的動(dòng)能增加量 C．棒的重力勢能增加量 D．電阻 R上放出的熱量 解析： 棒加速上升時(shí)受到重力、拉力 F及安培力．根據(jù)功能原理可知力 F與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機(jī)械能的增加量， A正確． 答案： A 1．圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律或右手 定則、安培定則和左手定則，還有與之相關(guān)的電路知識(shí)和 力學(xué)知識(shí)等． 2．圖象問題的特點(diǎn)：考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng) 現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的 圖象進(jìn)行綜合計(jì)算． 3．解題關(guān)鍵：弄清初始條件，正、負(fù)方向的對(duì)應(yīng)，變化范 圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是 解決問題的關(guān)鍵． 4．解決圖象問題的一般步驟 (1)明確圖象的種類，即是 B－ t圖還是 Φ－ t圖，或者 E－ t圖、 I－ t圖等． (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程． 在 B－ t圖象中，其斜率 k＝ 表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化快慢；在 Φ－ t圖象中，其斜率 k＝ 表示磁通量的變化快慢，也表示單匝線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢． 4．單匝線圈在勻強(qiáng)磁 場中繞垂直于磁場的軸勻 速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通 量 Φ隨時(shí)間 t變化的關(guān)系如 圖 9－ 3－ 4所示，則 ( ) 圖 9－ 3－ 4 A．在 t＝ 0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢也最大 B．在 t＝ 1 10－ 2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢最大 C．在 t＝ 2 10－ 2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢為零 D．在 0～ 2 10－ 2 s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值為零 解析： 在 t＝ 0與 t＝ 2 10－ 2 s時(shí)刻磁通量最大，但磁通量的變化率為零， t＝ 1 10－ 2 s時(shí)，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，所以 B、 C正確， A錯(cuò)．而在 0～ 2 10