电磁感应现象中的图象问题.doc

电磁感应现象中的图象问题(学案)
执教者:江苏省如皋中学 石祚萍
一、高考要求：
1、要求学生能识别有关图象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、学习重点：
综合利用图象分析和计算解决相关物理问题
三、学习方法：
讨论法,练习巩固法
四、学习过程：
1、图象信息的获取与整合
（1）理解图像的物理意义
（2）挖掘隐含条件：特殊点、（交点、拐点、最高点等）线、斜率、“面积”等信息入手
2、电磁感应中物理情境的图象的表示与转换
（1）理论推导和物理图象相结合
（2）理论联系实际
3、电磁感应图象的综合应用
（1）过程中研究电磁感应的产生，弄清过程特征
（2）选取合适的规律解决具体问题

针对性训练
1.矩形导线框放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，t=0时刻磁感应强度的方向是垂直于纸面向里，在4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象(力的方向规定向左为正方向)可能如下图中的：
2．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之间连接一电阻，其它部分电阻忽略不计，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起向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架，图二为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图三中可以表示外力F随时间t变化关系的图像是

课后思考：如图所示光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t的变化的关系如图所示。
（1）试分析说明金属杆的运动情况。
（2）作出外力F随时间t变化的图象。

3．如图甲所示，空间有一宽为2l的匀强磁场区域，方向垂直纸面向外，abcd是由均匀电阻丝做成的边长为l的正方形线框（cd边平行于磁场边界），现使线框以垂直于磁场边界的初速度v0进入磁场区域，最后以v0 /3的速度离开磁场做匀速运动。求：
（1）进出磁场过程中线框产生的热量之比，
（2）在乙图中准确画出线框通过磁场区域的速度v随位移x变化的图像。

4．如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=1m,两轨道之间用R=2Ω的电阻连接，一质量为m=0.5kg的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，杆及轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图乙所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s＝2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了s’=2m停下，求
(1)导体杆运动过程中的最大速度；
(2)拉力F作用过程中，电阻R上产生的焦耳热。

5．如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0.20m,电阻R=1.0Ω，有一导体杆静止地放在轨道上与两轨道垂直，杆及轨道的电阻均忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使杆做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如下图所示，求杆的质量m及加速度a.。

6．一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AA’重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段与斜面底边BB’平行，宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与BB’重合），设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2-s图像如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，试问：
(1)根据v2-s图像所提供的信息，计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d。
(2)匀强磁场的磁感应强度多大？金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间？
(3)现有平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB’（金属框下边与BB’重合）由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端（金属框上边与AA’重合）,试计算恒力F做功的最小值。
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