2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題10 電磁感應(yīng)中的圖像問題知識(shí)點(diǎn)

上傳人:xt****7 文檔編號(hào):105256170 上傳時(shí)間:2022-06-11 格式:DOC 頁(yè)數(shù):4 大?。?.74MB
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1、2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題10 電磁感應(yīng)中的圖像問題知識(shí)點(diǎn) 主標(biāo)題:電磁感應(yīng)中的圖像問題 副標(biāo)題:剖析考點(diǎn)規(guī)律,明確高考考查重點(diǎn),為學(xué)生備考提供簡(jiǎn)潔有效的備考策略。 關(guān)鍵詞:電磁感應(yīng)、圖像 難度:3 重要程度:5 內(nèi)容: 考點(diǎn)剖析: 圖像問題是一種半定量分析的問題,電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線,即B-t圖線、 Φ-t圖線、E-t圖線和I-t圖線。此外,還涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖線,即E-x圖線和I-x圖線。這些圖像問題大體可分為兩類: 1.由給出的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像; 2.由給定

2、的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)的物理量。 對(duì)電磁感應(yīng)圖像問題的考查主要以選擇題為主,是??贾R(shí)點(diǎn),高考對(duì)第一類問題考查得較多。不管是哪種類型,電磁感應(yīng)中圖像問題常需要利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律。 解決此類問題的一般步驟: 1.明確圖像的種類; 2.分析電磁感應(yīng)的具體過程; 3.結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)方程; 4.根據(jù)函數(shù)方程,進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,如分析斜率的變化、截距等; 5.畫圖像或判斷圖像。 在圖像問題中經(jīng)常利用類比法,即每一個(gè)物理規(guī)律在確定研究某兩個(gè)量的關(guān)系后,都能類比成數(shù)學(xué)函數(shù)方程以進(jìn)行分析和研究,如一次函數(shù)、二

3、次函數(shù)、三角函數(shù)等。 典型例題 例1.(xx·全國(guó)卷) 紙面內(nèi)兩個(gè)半徑均為R的圓相切于O點(diǎn),兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反,且不隨時(shí)間變化。一長(zhǎng)為2R的導(dǎo)體桿OA繞O點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn),角速度為ω.t=0時(shí),OA恰好位于兩圓的公切線上,如圖所示,若選取從O指向A的電動(dòng)勢(shì)為正,下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是(  ) 【解析】C.只研究金屬棒向右轉(zhuǎn)動(dòng)90°的一段過程即可:切割磁感線的有效長(zhǎng)度L=2Rsin ωt,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=BL(Lω)=B(2Rsin ωt)2ω=2BR2ωsin2ωt,

4、可見感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該按照三角函數(shù)的規(guī)律變化,可以排除A和B,再根據(jù)右手定則,金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正,可排除D,只有C正確。 例2.(xx·浙江卷) 磁卡的磁條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū),刷卡器中有檢測(cè)線圈。當(dāng)以速度v0刷卡時(shí),在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),其E-t關(guān)系如圖所示。如果只將刷卡速度改為,線圈中的E-t關(guān)系圖可能是(  ) 【解析】D.磁卡磁條的磁化區(qū)通過檢測(cè)線圈時(shí),檢測(cè)線圈中產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),當(dāng)刷卡速度由v0變成時(shí),動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小由E=Blv0變?yōu)镋′=;刷卡器的長(zhǎng)度一定,當(dāng)刷卡速度由v0變成時(shí),刷卡時(shí)間由t0變?yōu)?t0,故D選項(xiàng)正確。 例3.(xx·新課標(biāo)

5、全國(guó)卷Ⅱ) 如圖,在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框;在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d>L)的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行,磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右行動(dòng)。t=0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合,隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場(chǎng)區(qū)域。下列v-t圖像中,可能正確描述上述過程的是(  )    【解析】D.由于線框在進(jìn)入磁場(chǎng)過程要切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,故線框受到安培力的作用做減速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;安培力F安=,因v在減小,故F安在減小,加速度a=在減小,即線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;由于d>L,若線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)中仍有速度,則線框?qū)?/p>

6、會(huì)在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)直至右邊滑出磁場(chǎng),線框出磁場(chǎng)過程仍做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤,D正確。 例4.(xx·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ) 如圖,在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a點(diǎn)接觸,構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌??臻g存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)。用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng),從圖示位置開始計(jì)時(shí),運(yùn)動(dòng)中MN始終與∠bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線,可能正確的是(  )  A       B      C      D 【解析】A.考查電磁感應(yīng)中的圖像問題,此類問題應(yīng)設(shè)法找

7、縱軸與橫軸的函數(shù)解析式。設(shè)金屬棒單位長(zhǎng)度電阻為R0,∠bac=2θ,則當(dāng)MN棒切割磁感線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv,回路的總電阻R=R0(L+),電路中的電流i==,即i與t無(wú)關(guān),A正確。 例5.(xx·山東) 如圖甲,R0為定值電阻,兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)。左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上,經(jīng)二極管整流后,通過R0的電流i始終向左,其大小按圖乙所示規(guī)律變化。規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢(shì)高于b端時(shí),a、b間的電壓為uab正,下列uab-t圖像可能正確的是( ) 甲 乙 A B C D 【解析】C.在第一個(gè)0.25T0時(shí)間內(nèi),通過大圓環(huán)的電流為瞬時(shí)針逐漸增加,由楞次定律可判斷內(nèi)環(huán)內(nèi)a端電勢(shì)高于b端,因電流的變化率逐漸減小故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢(shì)逐漸減?。煌碓诘?.25T0-0.5T0時(shí)間內(nèi),通過大圓環(huán)的電流為瞬時(shí)針逐漸減小,由楞次定律可判斷內(nèi)環(huán)內(nèi)a端電勢(shì)低于b端,因電流的變化率逐漸變大故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢(shì)逐漸變大。故選項(xiàng)C正確。

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