高中物理第1章法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律的綜合應(yīng)用學(xué)案教科版選修-展示頁
2025-06-16 23:37本頁面
【正文】 具體過程．(3)確定感應(yīng)電動勢(或感應(yīng)電流)的大小和方向，有下列兩種情況：①若回路面積不變，磁感應(yīng)強度變化時，用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向，用E＝n確定感應(yīng)電動勢大小的變化；②若磁場不變，導(dǎo)體桿切割磁感線，用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，用E＝BLv確定感應(yīng)電動勢大小的變化．(4)涉及受力問題，可由安培力公式F＝BIL和牛頓運動定律等規(guī)律寫出有關(guān)函數(shù)關(guān)系式．(5)畫圖像或判斷圖像．特別注意分析斜率的變化、截距等．例3 在豎直方向的勻強磁場中，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，磁場方向向上為正．當(dāng)磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙變化時，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＝n＝nS，因此在面積、匝數(shù)不變的情況下，感應(yīng)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，故形成的感應(yīng)電流不變，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向為順時針方向(俯視)即為正值；2～4 s斜率不變，感應(yīng)電流方向為逆時針方向(俯視)，即為負值．整個過程中的斜率大小不變，所以感應(yīng)電流大小不變，故A、B、D錯誤，C正確．答案 C例4 如圖4所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強磁場，它的底邊在x軸上且長為2L，高為L，紙面內(nèi)一邊長為L的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運動穿過勻強磁場區(qū)域，在t＝0時刻恰好位于如圖所示的位置，以順時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向，下列選項中，能夠正確表示導(dǎo)線框的電流—位移(I－x)關(guān)系的是( )圖4解析 如圖甲所示，線框運動距離x≤L時的感應(yīng)電動勢E＝Bvx；當(dāng)L≤x≤L時幾何關(guān)系如圖乙所示，此時感應(yīng)電動勢為E＝Bv(2L－x)－Bv(x－L)＝Bv(3L－2x)，此時圖線斜率的絕對值為x≤L時的2倍，由右手定則可知感應(yīng)電流的方向為順時針方向，由對稱性可知A正確．答案 A1．(電磁感應(yīng)中的電路問題)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 在磁場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)電動勢的電源．四個選項中的感應(yīng)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，為感應(yīng)電動勢的倍，而其他選項則為感應(yīng)電動勢的倍．故選項B正確．2. (電磁感應(yīng)中的圖像問題)如圖5所示，兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為L，磁場方向垂直紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為L，t＝0時刻bc邊與磁場區(qū)域邊界重合．現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域，取沿abcda方向為感應(yīng)電流的正方向，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是 ( )圖5答案 B解析 由于bc進入磁場時，根據(jù)右手定則判斷出其感應(yīng)電流的方向是沿adcba方向，其方向與電流的正方向相反，故是負的，所以A、C錯誤；當(dāng)逐漸向右移動時，切割磁感線的條數(shù)在增
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