与矩形线圈有关的电磁感应问题归类赏析 与矩形线圈有关的电磁感应问题是高考中的热点问题,也是难点问题,试题常常以矩形线圈通过有界磁场为背景,重点考查考生对法拉第电磁感应定律与楞次定律的综合应用,要求考生具有较强的对物理过程的分析推理能力、图象处理能力和知识的迁移与综合应用能力,因此教学中应做好举一反三,融汇贯通。一、矩形线圈中磁场的变化例:(2008 全国卷 1)矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直低面向里,磁感应强度 B 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流 I 的正方向,下列各图中正确的是( )解析:0-1s 内 B 垂直纸面向里均匀增大,则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除 A、C 选项;2s-3s 内,B 垂直纸面向外均匀增大,同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向,排除 B 选项,D 正确。此类问题一般来说闭合线圈的面积不变,但线圈中的磁场发生变化,因此分析时应准确把握磁场随时间的变化规律,并由法拉第电磁感应定律=/t=SB/t 求出回路中产生的感应电动势,然后求出其他相关的电学量。二、矩形线圈水平通过有界匀强磁场 例 1:如图所示,线圈 ABCD 为正方形,边长为 l ,磁场的宽度为 2l ,线圈在外力作用下以速度 v 向右匀速穿过匀强磁场,设线圈中的感应电流的大小为 I,试在右图的 I-x 坐标上定性画出:从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,流过线圈的电流 I 的大小随 CD 边的位置坐标 x 变化的图线,以电流沿逆时针方向为正。 解析:在 0-l 之间 CD 在磁场中切割磁感线,线圈中的感应电流大小为,方向沿 ADCBA(顺时针方向)。在 l-2l 之间,线圈全部进入磁场,线圈中无感应电流。在 2l-3l 之间,CD 离开磁场,AB 在磁场中切割磁感线,线圈中的感应电流大小为,方向沿 ABCDA(逆时针方向)。故流过线圈的电流 I 的大小随 CD 边的位置坐标 x 变化的图线如图所示。例 2:(2011 海南)如图,EOF 和为空间一匀强磁场的边界,其中 EO∥,FO∥,且 EO⊥OF;为∠EOF 的角平分线,间的距离为 L;磁场方向垂直于纸面向里。一边长为 L 的正方形导线框沿方向匀速通过磁场,t=0 时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流 i 与实践 t 的关系图线可能正确的...