《高考物理一輪復(fù)習(xí) 小專題7 電磁感應(yīng)中的圖象問題課件》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 小專題7 電磁感應(yīng)中的圖象問題課件(34頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、小專題7電磁感應(yīng)中的圖象問題1.解決圖象問題的一般步驟:(1)明確圖象的種類,即是 B-t 圖還是-t 圖,或者 E-t 圖、I-t 圖等.(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程.(3)用右手定則或楞次定律確定方向的對應(yīng)關(guān)系.(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律等知識寫出函數(shù)關(guān)系式.(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式,進行數(shù)學(xué)分析,如分析斜率的變化、截距等.(6)畫圖象或判斷圖象.排除法定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化),特別是分析物理量的正、負,以排除錯誤的選項.函數(shù)法根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進
2、行分析和判斷.2.電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常用方法:突破 1F安-t 圖象【典題 1】矩形導(dǎo)線框 abcd 放在勻強磁場中,在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖 Z7-1 甲所示.磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強度 B 隨時間變化的圖象如圖乙所示.t0 時刻,磁感應(yīng)強度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里,在 04 s 時間內(nèi),導(dǎo)線框 ad 邊所受安培力隨時間變化的圖象(規(guī)定向左為安培力正方向)可能是下面選項中的()甲乙圖 Z7-1ABCD解析:01 s 內(nèi),導(dǎo)線框中磁通量減小,根據(jù)楞次定律,導(dǎo)線框的面積有增大的趨勢,則 ad 邊受安培力向左為正值,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,該段時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流
3、為定值,但由于 B 減小,則 F安 減小,故 A、B 錯誤;12 s 內(nèi),磁通量增加,根據(jù)楞次定律,導(dǎo)線框面積有減小的趨勢,ad 邊受安培力向右為負值,故 C 錯誤,D 正確.答案:D【考點突破 1】(2017 年江西南昌十所省重點中學(xué)二模)如圖 Z7-2 甲所示,光滑的導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中,軌道左側(cè)連接一定值電阻 R,導(dǎo)體棒 ab 垂直導(dǎo)軌,導(dǎo)體和軌道的電阻不計.導(dǎo)體棒 ab 在水平外力的作用下運動,外力 F隨 t 變化如圖乙所示,在 0t0 時間內(nèi)從靜止開始做勻加速直線運動,則在 t0 以后,導(dǎo)體棒 ab 運動情況為()乙甲圖 Z7-2A.一直做勻加速直線運動B.做勻減速直線
4、運動,直到速度為零C.先做加速,最后做勻速直線運動D.一直做勻速直線運動答案:C突破 2v-t 圖象【典題 2】如圖 Z7-3 所示,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反映線框下落過程中速度 v 隨時間 t 變化的規(guī)律(). .圖 Z7-3ABCD解析:由題意可知,線框先做自由落體運動,最終做勻加速直線運動.若 ab 邊剛進入磁場時,速度較小,線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)
5、電流較小,線框所受安培力小于重力,則線圈進入磁場的過程做加速度逐漸減小的加速運動,圖象 C 有可能;若線框進入磁場時的速度較大,線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大,線框所受安培力大于重力,則線框進入磁場時做加速度逐漸減小的減速運動,圖象 B 有可能;若線框進入磁場時的速度合適,線框所受安培力等于重力,則線框勻速進入磁場,圖象 D 有可能;由分析可知選 A.答案:A【考點突破 2】(多選,2017 年河南鄭州質(zhì)檢) 如圖 Z7-4所示,在光滑絕緣斜面上放置一矩形鋁框 abcd,鋁框的質(zhì)量為m、電阻為 R,斜面上 ef 與 gh 兩線間有垂直于斜面向上的勻強磁場,efghpqab,ehbc.如果鋁框從磁場上
6、方斜面上的某一位置由靜止開始運動,則下列表示鋁框從開始運動到 ab 邊到達 gh 線這一過程中的速度與時間關(guān)系的圖象,可能正確的有()圖 Z7-4ABCD答案:AD突破 3E-t 圖象【典題 3】在豎直向上的勻強磁場中,水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈,規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖 Z7-5甲所示,當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度 B 隨時間 t 如圖乙變化時,下列選項中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢 E 變化的是()甲乙圖 Z7-5ACBD解析:根據(jù)楞次定律得,01 s 內(nèi),感應(yīng)電流為正方向;13 s 內(nèi),無感應(yīng)電流;35 s 內(nèi),感應(yīng)電流為負方向;再由法拉第電磁感應(yīng)定律得:01 s 內(nèi)的感應(yīng)電動勢為 35
7、 s 內(nèi)的 2 倍,故 A 正確.答案:A【考點突破 3】(2016 年湖北七校大聯(lián)考) 如圖 Z7-6 所示,平行于 y 軸的長為 2R 的導(dǎo)體棒以速度 v 向右做勻速運動,經(jīng)過由兩個半徑均為 R 的半圓和中間一部分長為 2R、寬為 R 的矩形組合而成的磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場區(qū)域.下列選項中,能正確表示導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動勢 E 與導(dǎo)體棒運動時底端橫坐標(biāo) x關(guān)系的圖象是()圖 Z7-6ACBD答案:A突破 4i-t 圖象【典題 4】如圖 Z7-7 所示,一個有矩形邊界的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面向里.一個三角形閉合導(dǎo)線框,由位置1(左)沿紙面勻速運動到位置 2(右).取線框剛到達磁
8、場邊界的時刻為計時起點(t0),規(guī)定逆時針方向為電流的正方向,則下圖)中能正確反映線框中電流與時間關(guān)系的是(圖 Z7-7ABCD解析:導(dǎo)線框進入磁場過程中,磁通量增大,由楞次定律可知,感應(yīng)電流方向為逆時針方向,即正方向,可排除 B、C選項;由 EBlv 可知,導(dǎo)線框進出磁場過程中,切割磁感線的有效長度為導(dǎo)線框與磁場邊界交點的連線,故進、出磁場過程中,等效長度 l 先增大后減小,故感應(yīng)電動勢先增大后減小;由歐姆定律可知,感應(yīng)電流也是先增大后減小的,故 A 項正確、D 項錯誤.答案:A方法技巧:對于導(dǎo)體框切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)的圖象問題,應(yīng)弄清導(dǎo)體框中充當(dāng)電源的部分(注意有效切割長度),由閉合電
9、路歐姆定律判斷出感應(yīng)電流的變化及解析式,從而判斷出電流隨時間變化的關(guān)系.【考點突破 4】(2016 年廣東揭陽二模) 如圖 Z7-8 所示,有一個邊界為正三角形的勻強磁場區(qū)域,邊長為 a,磁感應(yīng)強度于紙面沿著磁場區(qū)域的軸線勻速穿越磁場區(qū)域,導(dǎo)體框中感應(yīng)電流的正方向為逆時針方向,以導(dǎo)體框剛進入磁場時為 t0 時)刻,則導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是(圖 Z7-8ACBD答案:D突破 5電磁感應(yīng)中雙電源問題與圖象的綜合【典題 5】如圖 Z7-9 所示,有兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度的大小均為 B,磁場方向相反,且與紙面垂直,磁場區(qū)域在 x 軸方向?qū)挾染鶠?a,在 y 軸方向足夠?qū)?
10、現(xiàn)有一高為 a 的正三角形導(dǎo)線框從圖示位置開始向右勻速穿過磁場區(qū)域.若以逆時針方向為電流的正方向,在下列各圖中,線框中感應(yīng)電流 i 與線框移動距離 x 的關(guān)系圖象正確的是()圖 Z7-9ABCD解析:根據(jù)楞次定律,進入磁場時感應(yīng)電流為正方向,而出磁場時,感應(yīng)電流同樣也為正方向,B、D 錯誤;而在從第個磁場進入第個磁場的過程中,感應(yīng)電動勢大小逐漸增大,剛要完全進入到第個磁場中時恰好達到最大,因此 C 正確,A 錯誤.答案:C方法技巧:如果電路中有兩個電源,要弄明白兩個電源是串聯(lián)還是并聯(lián),串聯(lián)時的總電動勢是等于兩電動勢的和還是差.【考點突破5】將一均勻?qū)Ь€圍成一圓心角為90的扇形導(dǎo)線框 OMN,其
11、中 OMONR,圓弧 MN 的圓心為 O 點,將導(dǎo)線框的 O 點置于如圖 Z7-10 所示的直角坐標(biāo)系的原點,其中第二和第四象限存在垂直于紙面向里的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度大小為 B,第三象限存在垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為 2B.從 t0 時刻開始讓導(dǎo)線框以 O 點為圓心,以恒定的角速度沿逆時針方向做勻速圓周運動,假定沿 ONM 方向的電流為正,則線框中的電流隨時間的變化規(guī)律描繪正確的是()圖 Z7-10ABCD答案:B突破 6綜合圖象【典題 6】(多選,2016 年四川卷)如圖 Z7-11 所示,電阻不計、間距為 l 的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強度為 B、方向豎直向下的
12、勻強磁場中,導(dǎo)軌左端接一定值電阻 R.質(zhì)量為m、電阻為 r 的金屬棒 MN 置于導(dǎo)軌上,受到垂直于金屬棒的水平外力 F 的作用由靜止開始運動,外力 F 與金屬棒速度 v 的關(guān)系是 FF0kv(F0、k 是常量),金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好.金屬棒中感應(yīng)電流為 i,受到的安培力大小為 FA,電阻 R兩端的電壓為 UR,感應(yīng)電流的功率為 P,它們隨時間 t 的變化圖象可能正確的有()圖 Z7-11ABCD(2)若 kB2l2Rr,F(xiàn) 合隨 v 增大而增大,即 a 隨 v 增大而增大,說明金屬棒在做加速度增大的加速運動,根據(jù)四個物理量與速度的關(guān)系可知 B 選項符合;(3)若 kB2l2Rr,F(xiàn)
13、合隨 v 增大而減小,即 a 隨 v 增大而減小,說明金屬棒在做加速度減小的加速運動,直到加速度減小為 0后金屬棒做勻速直線運動,根據(jù)四個物理量與速度關(guān)系可知 C選項符合.答案:BC【考點突破 6】(多選,2017 年寧夏石嘴山高三期末)如圖Z7-12 甲所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌 MN、PQ 所在平面與水平面成角,M、P 兩端接一電阻 R,整個裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中.t0 時對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F,使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動,金屬棒電阻為 r,導(dǎo)軌電阻忽略不計.已知通過電阻 R 的感應(yīng)電流 i 隨時間 t 變化的關(guān)系如圖乙所示.下列關(guān)于金屬棒運動速度 v、外力 F、流過 R的電量 q 以及閉合回路中磁通量的變化率t隨時間變化的圖象正確的是()甲乙圖 Z7-12ABCD答案:AB