歷年線圈中感應(yīng)電流試題探秘

1、歷年線圈中感應(yīng)電流試題探秘胡建斌近4年理綜對線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流圖象的考查，列表如下。年份理綜真題題型歸類2004年全國19題選擇Bt圖象全國15題選擇水平勻加速運動通過2005年全國19題選擇水平勻速穿過磁場區(qū)域全國20題選擇恒定角速度繞一邊轉(zhuǎn)動2006年天津20題選擇Bt圖象2007年全國21題選擇豎直勻速穿過三角形區(qū)域全國21題選擇水平勻速穿過復(fù)合區(qū)域山東21題選擇討論電壓歷年線圈中感應(yīng)電流圖象的描繪始終是電學(xué)考查的熱點，本文試圖分析這些試題的編題特征，給讀者以啟迪。本類試題的基本題型是矩形線圈勻速穿過矩形邊界磁場，線圈在進(jìn)入磁場、在磁場內(nèi)運動以及從磁場出來的過程中都可應(yīng)用等效電源或楞次

2、定則結(jié)合閉合電路的歐姆定律解決。歷年考題通過合理的巧妙變化，對這個知識點進(jìn)行了重復(fù)考查。一、線圈形式的改變：三角形或梯形線圈代替正方形線圈1、（2005全國）圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場的方向垂直紙面向里。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（如圖）。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abcd的感應(yīng)電流為正，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變化的圖線可能是分析：線圈切割磁感線的過程有兩個階段：進(jìn)入和出來。解答本題必須理解等效導(dǎo)體長度的變化（先變長，后變短），而且要

3、利用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向（先為負(fù)，后為正），B正確。二、線圈運動方式的改變：線圈勻加速或自由下落穿過勻強磁場2、（2004全國）如圖所示，在x0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場的方向垂直于xy平面（紙面）向里。具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合。令線框從t=0的時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運動，則線框中的感應(yīng)電流I（取逆時針方向的電流為正）隨時間t的變化圖線It圖可能是下圖中的哪一個？分析：在題中只有cd桿切割磁感線，由右手定則產(chǎn)生的感應(yīng)電流為cd，回路中的電流為順時針（負(fù)值），且 ，即It關(guān)系是正比關(guān)系，D為準(zhǔn)確的It圖象。3、（高考檢測題）有界的水

4、平方向的勻強磁場，其上下兩個界面MN和PQ間的距離為L。一個邊長為a（L2a）的正方形線框從高處自由下落，進(jìn)入MN界面的過程中，線框的兩個邊始終與MN平行，線框中的感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象如圖甲所示。從線框的下邊從PQ界面穿出時開始計時，線框從磁場中穿出感應(yīng)電流隨時間變化的圖象可能是下圖中的分析：本形式的試題在高考檢測題中多次出現(xiàn)。自由下落的線圈在穿過勻強磁場時會受到安培力，其運動有三種可能，分別是勻速運動（mg=Bqv0）、加速度減小的加速運動（mgBqv0）和加速度減小的減速運動（mgBqv0）。本題中線圈進(jìn)入磁場時mg=Bqv0做勻速運動，然后在磁場中做自由落體運動，最后穿出磁場時由

5、于mgBqv做加速度減小的減速運動，且ii0。答案是C。三、磁場邊界的變化：矩形邊界磁場變?yōu)槿切位驁A形邊界磁場4、（2007年全國理綜）如圖所示，LOOL為一折線，它所形成的兩個角LOO和OOL均為45°。折線的右邊有一勻強磁場，其方向垂直于紙面向里。一邊長為l的正方形導(dǎo)線框沿垂直于OO的方向以速度v作勻速直線運動，在t=0時刻恰好位于圖中所示位置。以逆時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流-時間（I-t）關(guān)系的是（時間以l/v為單位）分析：如右圖導(dǎo)線框從1到2的過程中，磁通量變化量的表達(dá)式是，說明磁通量是增大的，根據(jù)楞次定則可判斷感應(yīng)電流為順時針方向，正值

6、。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律得。同理，導(dǎo)線框從2到3的過程中磁通量減小，負(fù)值。導(dǎo)線框從3到4的過程中，負(fù)值。四、磁場方向的變化：由單一方向磁場變?yōu)槎喾较驈?fù)合磁場5、（2007年全國）如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框abcdef位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域。以abcdef為線框中的電動勢的正方向，以下四個-t關(guān)系示意圖中正確的是分析：下面是線框切割磁感線的四個階段示意圖。在第一階段，只有bc切割向外的磁感線，

7、由右手定則知電動勢為負(fù)值Blv。在第二階段，bc切割向里的磁感線，電動勢為逆時針方向，同時de切割向外的磁感線，電動勢為順時針方向，等效電動勢為零。在第三階段，de切割向里的磁感線同時af切割向外的磁感線，兩個電動勢同為逆時針方向，等效電動勢為正值3Blv。在第四階段，只有af切割向里的磁感線，電動勢為順時針方向，等效電動勢為負(fù)值2Blv。圖像為C。五、磁場強度的變化：由勻強磁場變?yōu)榘碆t圖像變化的磁場6、一矩形線圈位于一隨時間t變化的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面（紙面）向里，如圖1所示。磁感應(yīng)強度B隨t的變化規(guī)律如圖2所示。以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖1中線圈上箭頭所示方向的電流

8、為正，則以下的It圖中正確的是分析：根據(jù)電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得 ，所以線圈中的感應(yīng)電流決定于磁感應(yīng)強度B隨t的變化率。由圖2可知，01時間內(nèi)，B增大，增大，感應(yīng)磁場與原磁場方向相反（感應(yīng)磁場的磁感應(yīng)強度的方向向外），由右手定則感應(yīng)電流是順時針的，因而是負(fù)值。所以可判斷01為負(fù)的恒值；12為正的恒值；23為零；34為負(fù)的恒值；45為零；56為正的恒值。答案是A。六、考查方式的改變：由考查電流改變?yōu)榭疾殡妷?、（2007年山東理綜）用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強磁場，如圖所示。在每個線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點間的電壓分別為Ua、Ub、Uc、Ud、。下列判斷正確的是A、UaUbUcUd B、U