【物理】法拉第电磁感应定律（电磁感应图像问题）课件-2023-2024学年高二下人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

第二章 电磁感应例题：例题：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左、右边框平行，磁场方向竖直向下。导线框以某速度匀速向右运动并穿过磁场，在穿过磁场区域过程中（1）线圈内能否产生感应电流？（2）产生感应电流的方向？（3）能否画出线圈内感应电流的I-t图像？lv楞次定律楞次定律法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律+闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律2.2 法拉第电磁感应定律第二章 电磁感应专题课 电磁感应的图像问题【例例1 1】如图所示，一宽如图所示，一宽40cm40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为为20cm20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻，规定电流方向逆时针为正，在如图所示图线中，正确反映感应电流强的时刻，规定电流方向逆时针为正，在如图所示图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（度随时间变化规律的是（）c 线圈进、出单方向磁场，线圈中感应电流方向相反线圈进、出单方向磁场，线圈中感应电流方向相反 导体切割引起的图像问题导体切割引起的图像问题注意：规定的正方向【例例1 1】如图所示，一宽如图所示，一宽40cm40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为为20cm20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻，规定电流方向逆时针为正，在如图所示图线中，正确反映感应电流强的时刻，规定电流方向逆时针为正，在如图所示图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（度随时间变化规律的是（）导体切割引起的图像问题导体切割引起的图像问题【变式】试试画出画出Uab随时间变化规律图随时间变化规律图tabcd解决图像问题的一般步骤（1）明确图像的种类，即是It 图还是Ut 图等；（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及对应关系；（4）结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律 等知识写出相应的函数关系式；（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）画图像或判断图像。【变式1】如如图图所所示示，一一底底边边长长为为L L、底底边边上上的的高高也也为为L L的的等等腰腰三三角角形形导导体体线线框框以以恒恒定定的的速速度度v v沿沿垂垂直直于于磁磁场场区区域域边边界界的的方方向向穿穿过过长长为为2 2L L、宽宽为为L L的的匀匀强强磁磁场场，磁磁场场方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里.t t0 0时时刻刻，三三角角形形导导体体线线框框的的右右边边刚刚进进入入磁磁场场，取取沿沿逆逆时时针针方方向向的的感感应应电电流流为为正正方方向向，则则在在三三角角形形导导体体线线框框穿穿过过磁磁场场区区域域的的过过程程中中，感感应应电电流流i i随时间随时间t t变化的图线可变化的图线可能是能是()()导体切割引起的图像问题导体切割引起的图像问题A 导体切割引起的图像问题导体切割引起的图像问题【练习1】(多选多选)如图，在光滑水平桌面上有一边长为如图，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为电阻为R的正的正方形导线方形导线框，导线框右侧有两个宽度也为框，导线框右侧有两个宽度也为L的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向分、方向分别竖直向下和竖直向上。别竖直向下和竖直向上。t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框在时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框在外力作用下，以速度外力作用下，以速度v v匀速进入并通过磁场区城。规定电流匀速进入并通过磁场区城。规定电流 i i沿逆时针方向时为正，沿逆时针方向时为正，磁感线竖直向下时磁通量磁感线竖直向下时磁通量为正，安培力的合力为正，安培力的合力F F向左为正。则以下关于向左为正。则以下关于、i、F和和线框中的电功率线框中的电功率P随时间变化的图像正确的是随时间变化的图像正确的是()BD 导体切割引起的电路图像问题导体切割引起的电路图像问题【练习2】如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcdabcd，在水平拉力作，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿用下，以恒定的速度沿x x轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设直至完全进入磁场的过程中，设bcbc边两端电压为边两端电压为U U，线框受到的安培力为，线框受到的安培力为F F，线框的，线框的热功率为热功率为P P，通过，通过abab边的电荷量为边的电荷量为q q。下列关于。下列关于U、F、P、q随时间随时间t t变化的关系图像变化的关系图像正确的是（正确的是（）导体切割引起的电路图像问题导体切割引起的电路图像问题【练习2】如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcdabcd，在水平拉力作，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿用下，以恒定的速度沿x x轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设直至完全进入磁场的过程中，设bcbc边两端电压为边两端电压为U U，线框受到的安培力为，线框受到的安培力为F F，线框的，线框的热功率为热功率为P P，通过，通过abab边的电荷量为边的电荷量为q q。下列关于。下列关于U、F、P、q随时间随时间t t变化的关系图像变化的关系图像正确的是（正确的是（）A【例】在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，请画出导体环中感应电流随时间变化的图像。磁场变化引起的电路图像问题磁场变化引起的电路图像问题【变式1】如图甲所示，矩形导线框如图甲所示，矩形导线框abcdabcd固定在变化的磁场中，产生固定在变化的磁场中，产生了如图乙所示的电流了如图乙所示的电流(电流方向电流方向abcdaabcda为正方向为正方向)若规定垂直纸面向若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为里的方向为磁场正方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为()磁场变化引起的电路图像问题磁场变化引起的电路图像问题D【变式2】如图甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁如图甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度感应强度B B随时间随时间t t变化关系如图乙所示变化关系如图乙所示(取垂直纸面向里的方向为正方向取垂直纸面向里的方向为正方向).).固定固定的闭合导线框一部分在磁场内，从的闭合导线框一部分在磁场内，从t t0 0时刻开始，下列关于线框中感应电流时刻开始，下列关于线框中感应电流i i、线框线框abab边受到的安培力边受到的安培力F F随时间随时间t t变化的图像中，可能正确的是变化的图像中，可能正确的是(线框中取逆时针线框中取逆时针方向为电流正方向，安培力取向右为正方向方向为电流正方向，安培力取向右为正方向)()()磁场变化引起的电路图像问题磁场变化引起的电路图像问题甲甲乙乙B