物理中电磁感应中图象问题(电磁感应中的图像)
导语:高考物理:三看、三明确——电磁感应中图像问题的快速求解方法!
1.求解图象问题时的“三看”“三明确”
对于图像问题,应做到三看、三明确。
2.电磁感应中图像问题的解题思路
(1)明确图象的种类,是B-t图象、Φ-t图象、E-t图象还是i-t图象.对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及E-x图象和i-x图象.
(2)分析电磁感应的具体过程.
(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系.
(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律和牛顿运动定律等写出函数关系式.
(5)根据函数关系式进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等.
(6)判断图象(或描绘图象、应用图象分析解决问题).
3.求解图像类选择题的两种常用方法
(1)排除法:定性分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢、均匀变化还是非均匀变化,特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项.
(2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象进行分析和判断.
经典例题:
如图甲所示,正三角形导线框abc固定在磁场中,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示.t=0时刻,磁场方向垂直纸面向里,在0~4 s时间内,线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系(规定水平向左为力的正方向)可能是下图中的()
解析:0~2 s内磁感应强度均匀变化,线框中产生的感应电流大小恒定,线框ab边所受安培力大小随磁感应强度大小正比例变化,规定水平向左为力的正方向,所以0~1 s内安培力的方向为正方向,1~2 s内安培力的方向为负方向.2~3 s内磁感应强度不变,线框无感应电流,线框ab边不受安培力.3~4 s内磁感应强度均匀变化,线框感应电流大小恒定,线框ab边所受安培力大小随磁感应强度大小正比例变化,所以3~3.5 s内安培力的方向为正方向,3.5~4 s内安培力的方向为负方向,故A符合题意.
答案:A
总结:这类问题可先根据楞次定律的推论“增反减同”来判断感应电流的磁场方向,再根据安培定则判断感应电流方向,又F安=BIL,该题中磁场在0~2 s和3~4 s时间内是均匀变化的.即在相应时间段内I的大小是不变的,故在相应的时间段内F安∝B,从B的变化规律就能得出F安的变化规律.
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