高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 熱點專題突破 電磁感應(yīng)中的三類圖象問題課件

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1、熱點專題系列熱點專題系列(十十)電磁感應(yīng)中的三類圖象問題電磁感應(yīng)中的三類圖象問題熱點概述電磁感應(yīng)是近幾年高考的熱點，圖象類型比較多，常常綜合動力學(xué)、運動學(xué)、電學(xué)等知識分析判斷，現(xiàn)常見的總結(jié)如表所示圖象圖象類型類型a.磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B、磁通量、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流和感應(yīng)電流I隨時間隨時間t變化的圖象，即變化的圖象，即Bt圖象，圖象，t圖象、圖象、Et圖象和圖象和It圖象圖象b.對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流和感應(yīng)電流I隨位移隨位移x變化的圖象，即變化的圖象，即

2、Ex圖象圖象和和Ix圖象圖象問題問題類型類型a.由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象b.由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用應(yīng)用知識知識左手定則、右手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)左手定則、右手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識等定律、歐姆定律、牛頓運動定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識等注意注意事項事項a.電磁感應(yīng)中的圖象定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)電磁感應(yīng)中的圖象定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系系b.在圖象中在圖象中E、I、

3、B等物理量的方向是通過物理量的正負(fù)來反等物理量的方向是通過物理量的正負(fù)來反映映c.畫圖象時要注意縱、橫坐標(biāo)的單位長度定義或表達(dá)畫圖象時要注意縱、橫坐標(biāo)的單位長度定義或表達(dá)一、圖象的選擇問題類型：由給出的電磁感應(yīng)過程選出正確的圖象解題關(guān)鍵：把握圖象特點，分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過程的變化規(guī)律或關(guān)鍵的物理狀態(tài)【例證1】2013福建高考如圖，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場的時刻線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO平行，線框平面與磁場方向垂直設(shè)OO下方磁場區(qū)域足夠大，不計空氣影響，則下列哪一個圖象不可能

4、反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律()二、圖象的轉(zhuǎn)換問題類型：由一種電磁感應(yīng)的圖象分析求解出對應(yīng)的另一種電磁感應(yīng)圖象的問題解題關(guān)鍵：電磁感應(yīng)圖象問題，也與其他部分的圖象問題一樣，要從圖象的坐標(biāo)軸、點、線、截距、斜率、面積等方面挖掘解題信息不同的是，這部分的圖象問題，除以圖象挖掘信息之外，還要用楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、左手定則等加以分析判斷抓住已知圖象與所求的圖象的聯(lián)系進(jìn)行判斷【例證2】(多選)如圖甲所示，正六邊形導(dǎo)線框abcdef放在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示t0時刻，磁感應(yīng)強度B的方向垂直紙面向里，設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)

5、電流以順時針方向為正、豎直邊cd所受安培力的方向以水平向左為正則下面關(guān)于感應(yīng)電流i和cd邊所受安培力F隨時間t變化的圖象正確的是()【解析】02 s時間內(nèi)，負(fù)方向的磁場在減弱，產(chǎn)生正方向的恒定電流，cd邊受安培力向右且減小.2 s3 s時間內(nèi)，電流仍是正方向，且大小不變，此過程cd邊受安培力向左且增大.3 s6 s時間內(nèi)，電流沿負(fù)方向，大小不變，cd邊受安培力先向右后變?yōu)橄蜃?，故選A、C.【答案】AC三、圖象的應(yīng)用問題類型：由電磁感應(yīng)圖象得出的物理量和規(guī)律分析求解電路、動力學(xué)問題解題關(guān)鍵：1.解決電磁感應(yīng)中的電路問題的關(guān)鍵，就是借鑒或利用相似原型來變換物理模型，把電磁感應(yīng)的綜合問題等效成恒定的

6、直流電路問題，將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路，感應(yīng)電動勢的大小相當(dāng)于電源電動勢的大小，其余部分相當(dāng)于外電路，由此畫出等效電路圖 此后，處理問題的方法與閉合電路中的求解基本一致，唯一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時導(dǎo)體兩端有電壓，但沒有電流流過，這類似于電源兩端有電勢差但沒有接入電路，此時電流為零若同時有多個導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則總電動勢必須是各部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之和 2解決電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題關(guān)鍵是“源”的分析、“路”的分析、“力”的分析，“運動”狀態(tài)的分析，“源”的分析是分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源的E和r.“路”的分析是分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相應(yīng)部

7、分的電流大小，以便求解安培力“力”的分析研究對象的受力分析，尤其注意其所受的安培力“運動”狀態(tài)的分析是根據(jù)力和運動的關(guān)系判斷出正確的運動模型【例證3】2013石家莊質(zhì)檢如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.6 m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表，電阻r2 的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R12 ，R21 ，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計 在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上的磁場，CE0.2 m，磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示開始時電壓表有示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)榱愫?，對金屬棒施加一水平向右的恒力F，使金屬棒剛進(jìn)入磁場區(qū)域時電

8、壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉淼闹担饘侔粼诖艌鲞\動過程中電壓表的示數(shù)始終保持不變求：(1)t0.1 s時電壓表的示數(shù)；(2)恒力F的大小；(3)從t0時刻到金屬棒運動出磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的熱量【解析】(1)設(shè)磁場寬度為dCE，在00.2 s的時間內(nèi)，有【答案】(1)0.3 V(2)0.27 N(3)0.090 J 1如圖所示，導(dǎo)體棒沿兩平行金屬導(dǎo)軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abcd磁場區(qū)域，ac垂直于導(dǎo)軌且平行于導(dǎo)體棒，ac右側(cè)的磁感應(yīng)強度是左側(cè)的2倍且方向相反，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計，下列關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時間變化的圖象正確的是(規(guī)定電流從M經(jīng)R到N為正方向，安培

9、力向左為正方向)()【解析】導(dǎo)體棒運動時間t時切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小EBlv2Bv2t，感應(yīng)電流大小I，導(dǎo)體棒所受的安培力大小FBIl，由此可見，感應(yīng)電流的大小I與時間t成正比，而安培力的大小F則與時間t是二次函數(shù)關(guān)系 由楞次定律可知，導(dǎo)體棒在第一、二區(qū)域的磁場中運動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流分別為從M經(jīng)R到N和從N經(jīng)R到M；由左手定則判斷得出，導(dǎo)體棒在第一、二區(qū)域的磁場中運動時受到的安培力均為水平向左，只有A正確【答案】A 2如圖甲是半徑為a的圓形導(dǎo)線框，電阻為R，虛線是圓的一條弦，虛線左右兩側(cè)導(dǎo)線框內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化如圖乙所示，設(shè)垂直線框向里的磁場方向為正，求： (1)線框中0t0時間內(nèi)的感應(yīng)電流大小和方向； (2)線框中0t0時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量【解析】(1)設(shè)虛線左側(cè)的面積為S1，右側(cè)的面積為S2，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：