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2、如下圖所示，一有界勻強磁場，磁感應強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，在磁場區(qū)域的左側(cè)相距為L處，有一邊長為三的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直．現(xiàn)使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域．若以初始位置為計時起點，規(guī)定電流逆時針方向時的電流和電動勢方向為正，B垂直紙面向里時為正，則以下四個圖像中對此過程描述不正確的是：(　　 )

例4、(2001年全國物理)如圖甲所示，一對平行光滑導軌，放在水平面上，兩導軌間的距離l=0.20m，電阻R=1.0Ω；有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及兩軌道的電阻均可忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下，如圖甲所示�，F(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，側(cè)得力F與時間t的關(guān)系如圖14乙所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a。

分析: 本題已知圖像要求利用電磁及力學知識求出相應的物理量，處理本類問題關(guān)鍵是要審清圖像.

解答:導體桿在軌道上做初速度為零的勻加速直線運動，用v表示瞬時速度，t表示時間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為：E=BLv=Blat ……①

閉合回路中的感應電流為

　……②　 由安培力公式和牛頓第二定律得：F-BIl=ma……③　　　　 由①、②、③式得F=ma+……④

小結(jié)：圖像的斜率、截距、面積等表征的物理意義或物理量是重點分析的內(nèi)容,再運用力學知識、電磁學知識及電路規(guī)律來求解。

例5、 (2000年上海，10)如圖 (a)，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中通有變化電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖 (b) 所示．P所受的重力為G，桌面對P的支持力為N．則　 ……………………(　　 )

A．t_l時刻，N>G　　 B．t₂時刻，N>G

C．t₃時刻，N＜G　　 D．t₄時刻，N＝G

分析：本題以能力立意，綜合考查由圖像來分析、判斷相關(guān)的物理過程，有一定的難度。

解答：難點是P、Q線圈中只要有一個電流為零，則相互作用力為零。答案選A、D

鞏固練習

1、長度相等、電阻均為r的三根金屬棒AB、CD、EF用導線相連，如圖所示，不考慮導線電阻，此裝置勻速進入勻強磁場的過程(勻強磁場垂直紙面向里，寬度大于AE間距離)，AB兩端電勢差u隨時間變化的圖像可能是：(　　 )

A．　　　　　　　　 B．　　　　　　　 C．　　　　　　　 D．

例1、如圖甲所示，由均勻電阻絲做成的正方形　 線框abcd的電阻為R1,ab=bc=cd=da=l,現(xiàn)將線框以與ab垂直的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域，整個過程中ab、cd兩邊始終保持與邊界平行．令線框的cd邊剛與磁場左邊界重合時t=O，電流沿abcda流動的方向為正．

　　 (1)在圖乙中畫出線框中感應電流隨時間變化的圖象．

　 　(2)在圖丙中畫出線框中a、b兩點間電勢差Uab隨時間t變化的圖象．

分析：本題是電磁感應知識與電路規(guī)律的綜合應用，要求我們運用電磁感應中的楞次定律、法拉第電磁感應定律及畫出等效電路圖用電路規(guī)律來求解，是一種常見的題型。

解答：(1)令I(lǐng)₀=Blv／R，畫出的圖像分為三段(如下圖所示)

t=0-l/v,i=-I₀

t= l/v-2l/v,i=0

t=2l/v-3l/v,i=-I₀

(2)令U_ab=Blv，面出的圖像分為三段(如上圖所示)　　

小結(jié)：要求我們分析題中所描述的物理情景,了解已知和所求的，然后將整個過程分成幾個小的階段,每個階段中物理量間的變化關(guān)系分析明確,最后規(guī)定正方向建立直角坐標系準確的畫出圖形

例2、如圖所示，一個邊長為a，電阻為R的等邊三角形，在外力作用下以速度v勻速的穿過寬度均為a的兩個勻強磁場，這兩個磁場的磁感應強度大小均為B，方向相反，線框運動方向與底邊平行且與磁場邊緣垂直，取逆時針方向為電流的正方向，試通過計算，畫出從圖示位置開始，線框中產(chǎn)生的感應電流I與沿運動方向的位移x之間的函數(shù)圖象

分析：本題研究電流隨位移的變化規(guī)律，涉及到有效長度問題.

解答：線框進入第一個磁場時，切割磁感線的有效長度在均勻變化.在位移由0到a/2過程中，切割有效長度由0增到 ；在位移由a/2到a的過程中，切割有效長度由減到0．在x=a/2時，，I=，電流為正．線框穿越兩磁場邊界時，線框在兩磁場中切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢相等且同向，切割的有效長度也在均勻變化．在位移由a到3a/2　 過程中，切割有效長度由O增到。；在位移由3a/2到2a過程中，切割有效長度由減到0.在x=3a/2時，I=電流為負．線框移出第二個磁場時的情況與進入第一個磁場相似,I一x圖象如右圖所示．

例3、如圖所示電路中，S是閉合的，此時流過線圈L的電流為i₁，流過燈泡A的電流為i₂，且i₁>i₂．在t₁，時刻將S斷開，那么流過燈泡 的電流隨時間變化的圖象是圖中的哪一個?　　 (　 　)

分析: 本題是自感現(xiàn)象中的圖像問題,相對于前面的兩道例題要精確的畫出圖像有一定的難度.

解答:t₁時刻將s斷開,L中會產(chǎn)生自感電動勢與燈泡A構(gòu)成閉合回路。L中的電流會在i₁的基礎上減小。方向與i₁一致，而A中的電流與原方向相反，最終減小為零．　　 因斷開的S的瞬間。燈泡A中的電流比斷開前大，故會閃亮一下再熄滅．答案選D

11．如圖所示，已知電源的電動勢E=18V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R₂=5Ω，電阻R₃=6Ω，兩平行金屬板水平放置，相距d＝2cm，當變阻器R₁的觸頭P恰好在中點時，一個帶電量q=-6×10^-7C的油滴恰好可靜止在兩板中間，此時，電流表的示數(shù)為2A。(g=10m/s²)

(1)、求變阻器R₁的阻值；

(2)、求帶電油滴的質(zhì)量；

(3)、當觸頭P迅速滑到最低點后，油滴怎樣運動？當油滴達到上板或下板時具有多大的速度？

解答：12Ω，3×10^-5kg，向上0.32m/s

10．如圖所示，在A、B兩點間接一電動勢為4 V，內(nèi)電阻為1Ω的直流電源，電阻R₁ 、R₂ 、R₃的阻值均為4Ω，電容器C的電容為30μF，電流表的內(nèi)阻不計，求：　　

(1)、電流表的讀數(shù)；　

(2)、電容器所帶的電量；　　

(3)、S斷開后，通過R₂的電量．

解答(1)0.8A　 (2)9.6×10^-5C　 (3).4.8×10^-5C

9．如圖所示，絕緣固定擦得很亮的鋅板A水平放置，其下方水平放有接地的銅板B，兩板間距離為d，兩板面積均為S，正對面積為，且S＜．當用弧光燈照射鋅板上表面后，A、B間一帶電液滴恰好處于靜止狀態(tài)，試分析：

　　 (1)液滴帶何種電荷?

　　 (2)用弧光燈再照射A板上表面，液滴做何種運動?

(3)要使液滴向下運動，應采取哪些措施?

[解析](1)受弧光燈照射發(fā)生光電效應，有光電子從鋅A的上表面逸出，而使A板帶正電荷，接地的銅B由于靜電感應而帶負電，A、B板間形成方向向下的勻強電場，由液滴處于靜止狀態(tài)知，所以液滴帶負電．

(2)當再用弧光燈照射A板上表面時，光電效應繼續(xù)發(fā)生，使A板所帶正電荷增加，A、B板間場強增強，所以＞，使液滴向上運動．

(3)要使液滴向下運動，即＞，和不變，則必須使變小．因上板電荷量Q不變，則當B板向右移動，增大兩板正對面積時，電容增大，兩板電勢差減小，而d不變，故場強變小，＜，則液滴向下運動．

8．在如圖所示的電路中，電源的電動勢E=3.0V，內(nèi)阻r=1.0Ω；電阻R₁=10Ω，R₂=10Ω，R₃=30Ω；R₄=35Ω；電容器的電容C=100μF，電容器原來不帶電，求接通開關(guān)S后流過R₄的總電量。

解答：由電阻的串并聯(lián)得，閉合電路的總電阻R=R₁(R₂+R₃)/(R₁+R₂+R₃)+r

由歐姆定律得，通過電源的電流I=E/R

電源的端電壓U=E－Ir　　 電阻R₃兩端的電壓U^/=R₃U/(R₂+R₃)

通過R₄的總電量就是通過電容器的電量Q=CU^/

代入數(shù)據(jù)解得，Q=2.0×10^－4C

7.如圖所示，兩平行金屬板A、B接在電池的兩極，一帶正電的單擺懸掛在A板上，閉合開關(guān)S，讓單擺作簡諧運動，設周期為T，則　　　　　　　　　 (　 AC　 )

A.保持開關(guān)S閉合，B板向A板靠近，則周期小于T

B.保持開關(guān)S閉合，B板向A板靠近，則周期不變

C.開關(guān)S斷開，B板向A板靠近，則周期不變

D.開關(guān)S斷開，B板向A板靠近，則周期大于T

6．如圖所示的電路中，C₂=2C₁，R₂=2R₁，下列說法正確的是( A　 )

　　　 A．開關(guān)處于斷開狀態(tài)，電容C₂的電量大于C₁的電量

　　　 B．開關(guān)處于斷開狀態(tài)，電容C₁的電量大于C₂的電量

　　　 C．開關(guān)處于接通狀態(tài)，電容C₂的電量大于C₁的電量

　　　 D．開關(guān)處于接通狀態(tài)，電容C₁的電量大于C₂的電量

5．如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連，帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止，現(xiàn)設法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點O、O^/垂直于紙面的軸順時針轉(zhuǎn)相同的小角度α，然后釋放P，則P在電場內(nèi)將做(　 B )

　　　 A．勻速直線運動　　

　　　 B．水平向右的勻加速直線運動　　

　　　 C．斜向右下方的勻加速直線運動　　

D．曲線運動