法拉第電磁感應(yīng)圖像專題

法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用圖像問題一.用圖象計(jì)算或求解問題物理解題的基本依據(jù)是物理概念與物理規(guī)律，而物理概念所具備的物理含意及物理規(guī)律所反映的物理關(guān)系?？梢杂脠D象的形式給出形象表達(dá)，這就使得物理圖象具備了一定的解題功能。既可以根據(jù)所給圖像中包含的物理量求解問題，也可以根據(jù)題意把抽象的物理過程用圖線表示出來，運(yùn)用圖象直觀、簡(jiǎn)明的特點(diǎn)，分析解決物理問題。1.一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎诖艌?chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，如圖1所示．現(xiàn)令磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化，先按圖2中所示的Oa圖線變化，后來又按圖線bc和cd變化，令E1；E2、E3分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，I1，I2，I3分別表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流，則A．E1＞E2，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向B．E1＜E2，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向C．E1＜E2，I2沿順時(shí)針方向，I3沿逆時(shí)針方向D．E2＝E3，I2沿順時(shí)針方向，I3沿順時(shí)針方向BD順時(shí)針12345B678910abcd圖2圖1在B－t圖像中，直線表示B均勻變化，對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流為定值．斜率的絕對(duì)值表示電流的大小，斜率的正負(fù)表示電流的方向．

2.如圖（a）所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q，P和Q共軸，Q中通有變化的電流，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）所示，P所受重力為G，桌面對(duì)P的支持力為N，則（） A.t1時(shí)刻，N<G B.t2時(shí)刻，N>G C.t3時(shí)刻，N<G D.t4時(shí)刻，N＝G

D3.如圖所示，A、B為兩個(gè)相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置．A線圈中通有如圖(a)所示的交流電i，則（）A．在t1到t2時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相吸

B．在t2到t3時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相斥C．t1時(shí)刻兩線圈間作用力為零

D．t2時(shí)刻兩線圈間吸力最大ABC二.圖象的選擇題目中有對(duì)物理過程或物理規(guī)律的敘述，給出備選圖象，讓考生選出符合題意的圖像。解決這類問題可以有兩種方法：一種是“排除法”，即排除與題目要求相違背的圖象，選出正確圖象；另一種是“對(duì)照法”，即按照題目要求應(yīng)用相關(guān)規(guī)律畫出正確的草圖，再與選項(xiàng)對(duì)照解決。1.如圖1所示，一寬40cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向。一邊長(zhǎng)為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行。(以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t=0，在圖2所示的圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是圖140cm

12345123451234512345ABCD圖2C2.如圖所示的異形導(dǎo)線框，勻速穿過一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是（設(shè)導(dǎo)線框中電流沿abcdef為正方向）DbcadefDCAB首先將運(yùn)動(dòng)過程分段處理．在每一段運(yùn)動(dòng)過程中確定哪一段導(dǎo)線切割磁感線，它就相當(dāng)于電源，然后確定切割磁感線的有效長(zhǎng)度，再根據(jù)E=BLv和右手定則判定感應(yīng)電流的大小和方向．3.如圖所示，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．從BC邊進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)開始計(jì)時(shí)，到A點(diǎn)離開磁場(chǎng)區(qū)止的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流的情況(以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?是如下圖所示中的AABCABCD首先將運(yùn)動(dòng)過程分段處理．在每一段運(yùn)動(dòng)過程中確定哪一段導(dǎo)線切割磁感線，它就相當(dāng)于電源，然后確定切割磁感線的有效長(zhǎng)度，再根據(jù)E=BLv和右手定則判定感應(yīng)電流的大小和方向．

4.某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈，從圖示位置垂直于磁場(chǎng)方向勻速拉過這個(gè)區(qū)域，尺寸如圖所示，下圖中能正確反映該過程線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是 （）

A三.圖象的關(guān)聯(lián)(變換)

所謂圖像的關(guān)聯(lián)（變換）指的是兩個(gè)圖象之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系，也可以是互為因果關(guān)系，可以通過相關(guān)規(guī)律由一個(gè)圖象推知另一個(gè)圖象。處理這類問題，首先要讀懂已知圖象表示的物理規(guī)律或物理過程，特別要注意兩個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)間段各物理量的分析（如斜率），然后再根據(jù)所求圖象與已知圖象的聯(lián)系，進(jìn)行判斷。2008年高考理綜全國(guó)卷Ⅰ.201．矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所0B/Tt/sB0-B01234dabc0i/At/sI0-I012340i/At/sI0-I012340i/At/sI0-I012340i/At/sI0-I01234CABD示。若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，下列i-t圖中正確的是（）D2.磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，線圈中的箭頭為電流i的正方向（如圖所示），已知線圈中感生電流i隨時(shí)間而變化的圖象如圖所示，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間而變化的圖象可能是（

）

BiitBBBBttttABCDCD3．一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)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(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖2所示。以l表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖1中線圈上箭頭所示的電流方向?yàn)檎?，則圖3中正確的是：圖312345123451234512345ABCD6666A圖2B圖112345B/T6先找解析式在B－t圖像中，直線表示B均勻變化，對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流為定值．斜率的絕對(duì)值表示電流的大小，斜率的正負(fù)表示電流的方向．

4.如圖所示，一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，在磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)相距為L(zhǎng)處，有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框，總電阻