电磁感应中的图像问题mmgj
电磁感应中的图像问题
B
C
D
首先将运动过程分段处理.在每一段运动过程中确定哪一段导线 切割磁感线,它就相当于电源,然后确定切割磁感线的有效长度, 再根据E=BLv和右手定则判定感应电流的大小和方向.
6. 如图所示,LOO’L’为一折线,它所形成的两个角∠LOO’和
∠OO’L‘均为450。折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直OO’
的感应电流(以逆时针方向电流为正向)随时间变化的规律应是图
乙中的哪一个?
y
B
I
I
o
o
t
t
o bx
aω
图甲
A
B
I
I
o
to
t
C 图乙
D
9. 磁棒自远处匀速沿圆形线圈的轴线运动,并穿过线圈 向远处而去,如图所示,则下列图中正确反映线圈中电 流与时间关系的是(线圈中电流以图示箭头为正方向)
SN
B
i
o
A i
D
图2
8. 如图甲所示,在x轴上方有垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴
下方有垂直纸面向里的匀强磁场.在xOy平面上有一个导线框,
它由沿Ox轴方向的半径Ob、沿Oy 轴反方向的半径Oa和1/4 圆
弧ab所组成。导线框由图示位置开始计时,以恒定的角速度在
高中物理知识点总结-电磁感应中图像问题
高中物理知识点总结-电磁感应中图像问题
10.电磁感应中图像问题电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围.另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断.。
电磁感应的图象问题(最新)
1.分析图象应从图象的斜率、截距、面积、交点、 拐点等角度出发来认识其所表达的规律
2.电磁感应中常涉及B、Ф、E感、I感、所用外力F随 时间t变化的图象以及E感、I感随线圈位移x变化的图象
3、电磁感应中图象问题的两种类型 ⑴由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象 ⑵由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量
图示位置开始,转过90°的过程中,线圈中的平均电动
势多大?若线圈闭合,回路的总电阻R=40Ω,则此过程中
通过线圈导线某一截面的电荷量有多少? 若转过180°上
述问题的结论又是多
少?
B
90°
ω
a
d
E n t
△φ=BS
△t=T/4=2 /4 ω
b
c
△φ=2BS
△t=T/2=/ω
例4、如图所示,矩形线圈的匝数n=100匝,ab边的边
C
D
acdຫໍສະໝຸດ V VV aad aVd
a da
Vdd
你能大致画出
V (4)感应电流的I-x图线? (5)ab两端电压的U- x图线吗?
b
dc
bb
c
bc
3l
b
cb
c
c
I/A
I-x
图
0
线
x/l
U- x
U/V
图
线
0
x/l
例3、如图所示,矩形线圈的匝数n=100匝,ab边的边长
L1=0.4m,bc边的边长L2=0.2m,在磁感应强度B=0.1T的匀 强磁场中绕OO‘以角速度ω=100πrad/s匀速转动,从
c (2)线圈中产生的感应电动势随x变化的图线为哪个图?
电磁感应中的图像问题
电磁感应中的图象问题教学目标⑴会识图:认识图像,理解图像的物理意义;⑵会作图:依据物理现象、物理过程、物理规律作出图像,且能对图像进行变形或转换;⑶会用图:能用图像分析,用图像描述复杂的物理过程,用图像法来解决物理问题.例1 匀强磁场磁感应强度 B=0.2T ,磁场宽度 L=3m , 一正方形金属框边长 ab=r=1m , 每边电阻R=0.2Ω,金属框以v=10m/s 的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图5-1,求:⑴画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流I 随时间t 的变化图线.(要求写出作图的依据)⑵画出ab 两端电压U ab 随时间t 的变化图线.(要求写出作图的依据)例2.如图所示,图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里.abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与bc 间的距离也为l.t=0时刻,bc 边与磁场区域边界重合(如图).现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I 随时间t 变化的图线可能是 ( )例3矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直低面向里,磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向,图7中正确的是a db c LB图 6例4如图甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd 的电阻为R ,ab = bc = cd =da = l .现将线框以与ab 垂直的速度v 匀速穿过一宽度为2l 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域,整个过程中ab 、cd 两边始终保持与边界平行.令线框的cd 边刚与磁场左边界重合时t =0,电流沿abcda 流动的方向为正.(1)求此过程中线框产生的焦耳热.(2)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象.(3)在图丙中画出线框中a 、b 两点间电势差Uab 随时间t 变化的图象.例5.如图所示,竖直放置的螺线管与导线abcd 构成回路,导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环,导线abcd 所围区域内磁场的磁感应强度按12-9图中哪一种图线随时间变化时,导体圆环将受到向上的磁场力? ( )例6有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,R=1.0 Ω;整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现在一外力F 沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F 与时间t 的关系如图9所示.求杆的质量m 和加速度a.2ll a v dc b 图甲u ab t图丙0 i t 图乙电磁感应中的图象问题1、如图,平行正对的两金属圆环A 、B ,在A 中通以图示的交流电时,下列说法中正确的是( )A .在0——t 1的时间内,两环间有吸引力B .在t 1时刻,两环间作用最大C .在t2时刻,两环间作用为D .在t2——t3的时间内,两环间有排斥力2.如图所示,矩形线框abcd 从某处自由下落h 的高度后,进入与线框平面垂直的区域足够大的匀强磁场,从bc 边刚进入磁场到ad 边也进入磁场的过程中,线框内的感应电流随时间变化的图象可能是( )3.A 是一边长为L 的方形线框,电阻为R 。
电磁感应现象中的图像问题
电磁感应现象中的图象问题(教案)一、高考要求:1、要求学生能识别有关图像并能根据物理情境画出物理图像,2、理解物理图像的物理意义,并能根据图像处理有关实际问题。
二、教学重点:综合利用图像分析和计算解决相关物理问题三、教学方法:讲授法、讨论法四、教学过程:(一)引入:前面我们已经初步讨论了电磁感应现象的图像问题,认识到图像能直观描述物理过程、形象表达物理规律、鲜明地表示各物理量之间的相互关系及变化趋势,电磁感应现象中的图像问题通常从以下几个方面入手(二)新课教学:1、图象信息的获取与整合如何从一个给定的图象获取信息,可以从以下几方面入手,(板书):首先要理解图象的物理意义,读懂物理图象,弄清图象反映的是哪些物理量之间的关系,然后结合图象上的“点”对应的状态研究状态特征,“线”对应的过程寻求物理规律或者某个物理量的变化趋势,有时还可以从图线与坐标轴围成的“面积”来解决所求的物理问题,通过点、线、面对所得到的信息进行整合。
(板书):挖掘隐含条件:点、线、面入手。
例如:例题1:针对性训练1教师点拨:要求学生识图,弄清图象本身反映的B-t之间的关系,分析图象本身的特征,图象有哪些特殊的点,特殊在何处?(图线均匀变化,电流恒定,交点无力的作用,拐点力的方向发生变化,)。
认识图像所反映的物理关系或物理规律,让学生从B-t图中采集有效的信息。
学生分析得出结论:C(师总结点拨:大量的隐含条件亦可以用新的物理图像取代原有的图像实现图像的转换,展现原有的物理情境导入)2、电磁感应中物理情境的图象表示与转换例题2:针对性训练2学生:找关键词、分析f-t隐含的条件,f=BLI=BLBLV/R . f-t线性关系,说明导体棒匀加速运动,得到f-t关系(关注斜率)为什么画在第四象限?进一步从力和运动之间的因果关系说明合力恒定,推导F-t之间的关系比较两图的异同。
得出正确结论C教师提炼(板书):理论推导和物理图象相结合,有时我们还可以从问题情境中提取信息,用图像来表达较为复杂的过程例3:针对性训练3学生:讨论从进到出磁场的整个过程可以分为几个阶段,磁通量变化相等(对应着流过导体某个截面的感应电量相同),那么对这样一个过程问题选用怎样的规律(动量定理)处理学生立式求解第一问。
2012高三二轮复习电磁感应专题 电磁感应中的图像问题(含解析)
电磁感应专题电磁感应中的图像问题(一)电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间(或位移)变化的图像,解答的基本方法是:根据题述的电磁感应物理过程或磁通量(磁感应强度)的变化情况,运用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。
高考关于电磁感应与图象的试题难度中等偏难。
【知识要点】电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势和感应电流I等随时间变化的图线,即B—t图线、φ—t图线、E—t图线和I—t图线。
对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况,有时还常涉及感应电动势和感应电流I 等随位移x变化的图线,即E—x图线和I—x图线等。
这些图像问题大体上可分为两类:由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像,或由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量。
1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系;2、在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映;3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达。
【方法技巧】电磁感应中的图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)是否大小恒定,用楞次定律或右手定则判断出感应电动势(感应电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中范围.分析回路中的感应电动势或感应电流的大小,要利用法拉第电磁感应定律来分析,有些图像还需要画出等效电路图来辅助分析.不管是哪种类型的图像,都要注意图像与解析式(物理规律)和物理过程的对应关系,都要用图线的斜率、截距的物理意义去分析问题.一、导体线框运动与图像综合例题1、如图所示,等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为2L,高为L.纸面内一边长为L的正方形导框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置.以顺时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I—x)关系的是( )变式训练1、如右图所示,闭合直角三角形导线框ABC的直角边BC与匀强磁场边界平行,若让框沿BA方向匀速通过有明显边界的匀强磁场区,磁场宽度L > AB,则在整个过程中,线框内的感应电流随时间变化的图象是下图中的(取逆时针方向为电流正方向)正确答案:C7.图甲中的a 是一个边长为为L 的正方向导线框,其电阻为R .线框以恒定速度v 沿x 轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场区域b .如果以x 轴的正方向作为力的正方向.线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F 随时间变化的图线应为图乙中的哪个图?(B )10(2011上海第20题).如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。
电磁感应中的图像问题知识点
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)四、电磁感应中的图像问题电磁感应中的图像问题考查的内容主标题:电磁感应中的图像问题副标题:剖析考点规律,明确高考考查重点,为学生备考提供简洁有效的备考策略。
关键词:电磁感应、图像难度:3重要程度:5内容:考点剖析:图像问题是一种半定量分析的问题,电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I 随时间t变化的图线,即B-t图线、Φ-t图线、E-t图线和I-t图线。
此外,还涉及感应电动势E和感应电流I 随线圈位移x变化的图线,即E-x图线和I-x图线。
这些图像问题大体可分为两类:1.由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图像;2.由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量。
对电磁感应图像问题的考查主要以选择题为主,是常考知识点,高考对第一类问题考查得较多。
不管是哪种类型,电磁感应中图像问题常需要利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律。
解决此类问题的一般步骤:1.明确图像的种类;2.分析电磁感应的具体过程;3.结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程;4.根据函数方程,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等;5.画图像或判断图像。
在图像问题中经常利用类比法,即每一个物理规律在确定研究某两个量的关系后,都能类比成数学函数方程以进行分析和研究,如一次函数、二次函数、三角函数等。
典型例题例1.(2013·全国卷)纸面内两个半径均为R的圆相切于O点,两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反,且不随时间变化。
一长为2R的导体杆OA绕O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω.t=0时,OA恰好位于两圆的公切线上,如图所示,若选取从O指向A的电动势为正,下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是( )【解析】C.只研究金属棒向右转动90°的一段过程即可:切割磁感线的有效长度L =2R sin ωt ,感应电动势E =12BLv =12BL (L ω)=12B (2R sin ωt )2ω=2BR 2ωsin 2ωt ,可见感应电动势应该按照三角函数的规律变化,可以排除A 和B ,再根据右手定则,金属棒刚进入磁场时电动势为正,可排除D ,只有C 正确。
电磁感应现象中的图像问题
v(m/s)20F16128
4
F(N)
0 2 4 6 8 10澧1县2 一中 朱锋
解:(1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的
加速运动,加速运动)。
(2)感应电动势
E BLv 1
F
感应电流
I=E/R
(2)
安培力 FM BIL B2L2v/R 3
由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用,
若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力,由截距可求得动
摩擦因数 μ=0.4
澧县一中 朱锋
方法总结
1.电磁感应中综合问题的解题方法: ①确定研究对象,受力分析、进行运动状态分析、电磁感应现 象的分析、同时进行各量间制约关系的分析(一个确定、四个 分析)。 ②选择力、电物理规律,列方程。 ③解方程。必要时对结果进行讨论。
澧县一中 朱锋
可见,与一般的动力学大体一样! 2.解答电磁感应中的力学问题,解题思路大体与解力学问题 相同,只需增加对安培力的分析。分析这类题要紧紧抓住“速 度变化引起安培力变化”的制约关系。从分析物体的受力情况 与运动情况入手是解题的关键和解题的钥匙。用到的规律就是 力学中的三大规律。 3.解答电磁感应与电路的综合问题时,要先明确电路的组成 模型,必要的话,画出等效电路图,而电路中的电流、电压分 析与恒定电路中完全一样,要用到闭合电路欧姆定律等。
例4:磁感应强度B的正方向,线圈中的箭头为 电流i的正方向(如图所示),已知线圈中感生 电流i随时间而变化的图象如图所示,则磁感应 强度B随时间而变化的图象可能是( CD )
i
B
t
i
B
B
B
B
t
t
t
t
A
B
C
D
高考物理--电磁感应中的图像问题(答案)
第60课时电磁感应中的图像问题(题型研究课) [命题者说]电磁感应图像问题是高考常考题型,包括根据电磁感应过程判断图像的问题、根据图像求解电磁感应过程中相应物理量的问题、还有一些和图像相关的综合问题。
掌握这类问题,会大大提高学生分析判断图像、综合解决图像问题的能力,并对电磁感应知识达到更加深刻的理解。
(一)根据电磁感应过程分析、判断图像考法1[例1]如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。
导线框以某一初速度向右运动。
t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。
下列v-t图像中,可能正确描述上述过程的是()[解析]导线框开始进入磁场过程,通过导线框的磁通量增大,有感应电流,进而受到与运动方向相反的安培力作用,速度减小,感应电动势减小,感应电流减小,安培力减小,导线框的加速度减小,v-t图线的斜率减小;导线框全部进入磁场后,磁通量不变,无感应电流,导线框做匀速直线运动;导线框从磁场中出来过程,有感应电流,又会受到安培力阻碍作用,速度减小,加速度减小。
选项D正确。
[答案] D考法2闭合回路中磁通量变化涉及的图像[例2]将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。
回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。
回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。
用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是()[解析] 0~T 2时间内,回路中产生顺时针方向、大小不变的感应电流,根据左手定则可以判定ab 边所受安培力向左。
T 2~T 时间内,回路中产生逆时针方向、大小不变的感应电流,根据左手定则可以判定ab 边所受安培力向右,故B 正确。
[答案] B[通法归纳]电磁感应图像的判断方法(1)关注初始时刻,如初始时刻感应电流是否为零,是正方向还是负方向。
电磁感应中的图像问题mmgj
XB ×B2—闭合线圈固定图甲 在垂直于纸面的匀图乙强磁场中,设向里为磁感应强度B 的正方向,线圈中的箭头为感应电流i 的正方向,如图(甲)所示。
线圈中感应电流i 随时间而变化的图象如图(乙)所示。
那么磁感应强度8随时间,而变化的图象可能是图(丙)中的哪(几)个? 3如下图,两根平行光滑导电轨道竖直放置,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,金属杆他接在两导轨间,在开关S 断开时让金属杆自由下落,金属杆下落的过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好。
设导轨足够长且电阻不计,闭合开关S 并开始计时,金属杆而的下落速度随时间变化的图象可能是以下四个图中的()4如图(甲)所示,面积为闭合线圈共100匝,总电阻为15.0Q,放在匀强磁场中。
磁场方向垂直于线圈平面,磁场的磁感应强度3随时间,的变化图象如图(乙)所示,在F=O 时刻磁场方向垂直纸面向外。
在Imin 内线圈发出的Jo5一个100匝的闭合线圈,所围的面积为100cm 2,线圈的总电阻为0.1Q,处在磁感应强度B 按如下图规律变化的匀强磁场中,磁场的方向与线圈平面垂直。
那么在O 〜1.oS 内,通过线圈导线横截面的电荷量为C ;在O 〜3.0s 内,通过线圈导线横截面的电荷量为Co 6.一个圆形线圈位于一随时间,变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面),如图(甲)所示,磁感应强度8随时间,变化的规律如图(乙)所示。
以下关于感应电流的大小和方向的判断,1如图甲所示,两平行虚线间的区域内存在着匀强磁场,较小的矩形导体线圈abed 的αd 边与磁场边界重合。
线圈匀速向右运动,穿过磁场区域。
线圈的每一•边的电阻均为那么,如何用图象定性地表示出线圈中的感应电流随时间变化的规律呢?线圈中的儿两点间的电压随时间变化的规律该如何表示呢?如果线圈是一个如图乙那样的三那么线圈中感应电流随时间变化的规律又该如何表 示呢?角形Hχ∙的,其他条件仍然不变, XV X(甲) (乙)正确的选项是()A./3时刻的感应电流最大B.自时刻的感应电流最大C.人和打时刻感应电流方向相同D.和功时刻感应电流方向相同7.如图(甲)所示,在水平绝缘的桌面上,一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度8随时间,的变化关系如图(乙)所示。
15电磁感应中的图像问题
15 电磁感应中的图像问题1.如图所示,“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里。
线框在纸面内向右匀速通过磁场区域,t=0时,线框开始进入磁场。
设逆时针方向为感应电流的正方向,则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是( A )解析:设运动的速度为v,线框总电阻为R,当时间t<Lv时,只有最右侧的两个短边切割磁感线,感应电流的方向为逆时针,大小为I=2BLvR;当L v ≤t<3Lv时,从右侧中间短边进入磁场至左侧长边进入磁场,感应电流方向为逆时针,大小为I=3BLvR ;当3Lv≤t<4Lv时,从左侧长边进入磁场至右侧的中间短边离开磁场,感应电流方向为顺时针,大小为I=2BLvR;当4L v ≤t<6Lv时,从右侧中间短边离开磁场至左侧长边离开磁场,感应电流方向为顺时针,大小为I=3BLvR。
故A正确。
2.(2023·湖南长沙二模)如图所示,两光滑平行长直金属导轨水平固定放置,导轨间存在竖直向下的匀强磁场。
两根相同的金属棒ab、cd 垂直放置在导轨上,处于静止状态。
t=0时刻,对cd棒施加水平向右的恒力F,棒始终与导轨接触良好,导轨电阻不计。
两棒的速度v ab、v cd 和加速度a ab、a cd随时间t变化的关系图像可能正确的是( C )解析:金属棒cd在恒力F作用下由静止开始加速,此时金属棒ab、cd 的加速度分别为a ab=0,a cd=Fm,之后回路中出现感应电流,金属棒cd受到的安培力与恒力F反向,金属棒cd的加速度减小,金属棒ab在安培力作用下开始加速,金属棒cd与金属棒ab的速度差逐渐增大,回路中的电动势逐渐增大,安培力F安=B 2L2R总(v cd v ab)逐渐增大,金属棒cd加速度减小,金属棒ab加速度增大,当a cd=a ab时,v cd v ab不再变化,回路中的电流不再变化,安培力不变,两金属棒的加速度不变,但是速度仍在增大,故C正确,A、B、D错误。
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1如图甲所示,两平行虚线间的区域内存在着匀强磁场,较小的矩形导体线圈abcd 的ad 边与磁场边界重合。
线圈匀速向右运动,穿过磁场区域。
线圈的每一边的电阻均为R 。
那么,如何用图象定性地表示出线圈中的感应电流随时间变化的规律呢?线圈中的bc 两点间的电压随时间变化的规律该如何表示呢?如果线圈是一个如图乙那样的三角形abc 的,其他条件仍然不变,那么线圈中感应电流随时间变化的规律又该如何表示呢?
2一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中,设向里为磁感应强度B 的正方向,线圈中的箭头为感应电流i 的正方向,如图(甲)所示。
已知线圈中感应电流i 随时间而变化的图象如图(乙)所示。
则磁感应强度B 随时间t 而变化的图象可能是图(丙)中的哪(几)个?
3如图所示,两根平行光滑导电轨道竖直放置,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,金属杆ab 接在两导轨间,在开关S 断开时让金属杆自由下落,金属杆下落的过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好。
设导轨足够长且电阻不计,闭合开关S 并开始计时,金属杆ab 的下落速度随时间变化的图象可能是以下四个图中的( )
图甲 图乙
4如图(甲)所示,面积为闭合线圈共100匝,总电阻为15.0Ω,放在匀强磁场中。
磁场方向垂直于线圈平面,磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图(乙)所示,在t=0时刻磁场方向垂直纸面向外。
在1min内线圈发出的热量为______J。
5一个100匝的闭合线圈,所围的面积为
100cm2,线圈的总电阻为0.1Ω,处在磁感应
强度B按如图所示规律变化的匀强磁场中,
磁场的方向与线圈平面垂直。
则在0~1.0s
内,通过线圈导线横截面的电荷量为
______C;在0~3.0s内,通过线圈导线横截
面的电荷量为______C。
6.一个圆形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面),如图(甲)所示,磁感应强度B随时间t变化的规律如图(乙)所示。
下列关于感应电流的大小和方向的判断,正确的是
( )
A.t3时刻的感应电流最大
B.t4时刻的感应电流最大
C.t1和t2时刻感应电流方向相同
D.t2和t4时刻感应电流方向相同
7.如图(甲)所示,在水平绝缘的桌面上,一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图(乙)所示。
下图中分别是线框中的感应电流i随时间t变化的图线和ab边受到的安培力F随时间t变化的图线,其中可能正确的是( )
8.如图所示,一个边长为l的正方形虚线框内有垂
直于纸面向里的匀强磁场;一个边长也为l的正方形导
线框所在平面与磁场方向垂直;虚线框对角线ab与导线
框的一条边垂直,ba的延长线平分导线框。
在t=0时,
使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动,直
到整个导线框离开磁场区域。
以i表示导线框中感应电
流的强度,取逆时针方向为正。
下列表示i—t关系的图
示中,可能正确的是( )
9.在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面。
一导线框abcdefa位于纸面内,框的
邻边都互相垂直,bc边与磁场的边界P重合。
导线框
与磁场区域的尺寸如图所示。
从t=0时刻开始,线框
匀速向右穿过两个磁场区域,以a→b→c→d→e→f为
线框中的电动势E的正方向,以下四个E-t关系示意
图中正确的是( )
10.t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示。
其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反。
每个同向磁场区域的宽度均为l0。
整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动。
若在磁场所在区间的xOy平面内放置一由n匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线
框的bc边平行于x轴。
bc=l0、ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止。
求
(1)线框中产生的感应电流。
(2)线框所受安培力的大小和方向。
(3)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为正,画出
t=0时磁感应强度的波形图,并求波长 和频率f。
11.平行轨道PQ 、MN 两端各接一个阻值R 1=R 2 =8 Ω的电热丝,轨道间距L=1 m,轨道很长,本身电阻不计,轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度为2 cm ,磁感应强度的大小均为B=1 T ,每段无磁场的区域宽度为1 cm ,导体棒ab 本身电阻r=1Ω,与轨道接触良好,现让ab 以v =10 m/s 的速度向右匀速运动.求: (1)当ab 处在磁场区域时,ab 中的电流为多大?ab 两端的电压为多大?ab 所受磁场力为多大?
(2)整个过程中,通过ab 的电流是否是交变电流?若是,则其有效值为多大?并画出通过ab 的电流随时间的变化图象.
12.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
流的正方向如图24所示,当磁场的
磁感应强度B 随时间t 如图变化时,
在图中正确表示线圈感应电动势E 变化的是( )
2
--2 A
B
C
D
13.如图甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd 的电阻为R,ab=bc=cd=da=l ,现将
线框以与ab 垂直的速度v 匀速穿过一宽度为2l 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域,整个过程中ab 、cd 两边始终保持与边界平行,令线框的cd 边刚与磁场左边界重合时t=0,电流沿abcda 流动的方向为正. (1)求此过程中线框产生的焦耳热;
(2)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象;
(3)在图丙中画出线框中a 、b 两点间电势差U ab 随时间t 变化的图象.
14如图所示,LOO ’L ’为一折线,它所形成的两个角∠LOO ’和∠OO ’L ‘均为450。
折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直OO ’的方向以速度v 做匀速直线运动,在t =0时刻恰好位于图中所示的位置。
以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流—时间(I —t )关系的是(时间以l /v 为单位) ( )
15.如图a 所示,虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场,直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O 以角速度ω匀速转动。
设线框中感应电流方向以逆时针为正,那么在图b 中能正确描述线框从图a 中所示位置开始转动一周的过程中,线框内感应电流随时间变化情况的是 ( )
16.如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab 与金属框架接触良好。
在两根
导轨的端点d 、e 之间连接一个电阻R ,其他部分电阻忽略不计。
现用一水平向
右的外力F 作用在金属杆ab 上,使金属
杆由静止开始向右在框架上滑动,运动过程中杆ab 始终垂直于框架。
右图为一段时间内金属杆中的电流I 随时间t
的变化关系,则下图中可以表示外力F 随时间t 变化关系的图象是 ( )
17.某空间中存在一个有竖直边界的水平方向匀强磁场区域,现将一个等腰梯形闭合导线圈,从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过这个区域,尺寸如图所示,下图中能正确反映该过程线圈中感应电流随时间变化的图象是 ( )
18.如图所示,空间有I 和II 两个有理想边界、宽度都为L 的匀强磁场区域,磁感应强
度大小均为B ,方向如图所示。
abcd 是由均匀电阻丝做成的边长为L 的正方形线框,每边电阻均为R 。
线框以垂直磁场边界的速度v 水平向右匀速穿过两磁场区域。
线
c
g
e
b
a d B
框平面与磁感线垂直,且bc边始终与磁场边界平行。
设线框刚进入I区的位置x=0,x 轴沿水平方向向右,从bc边刚进入I区到ad边离开II区的过程中,ab两端电势差U ab 随距离变化的图象正确的是(图中U0=BL v)()
19如图所示,平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是。