高考物理一轮复习-小专题7-电磁感应中的图象问题.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,小专题,7,电磁感应中的图象问题,1.,解决图象问题的一般步骤：,(1),明确图象的种类，即是,B,-,t,图还是,-,t,图，或者,E,-,t,图、,I,-,t,图等,.,(2),分析电磁感应的具体过程,.,(3),用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系,.,(4),结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等,知识写出函数关系式,.,(5),根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、,截距等,.,(6),画图象或判断图象,.,排除法,定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势,(,增大还是减小,),、变化快慢,(,均匀变化还是非均匀,变化,),，特别是分析物理量的正、负，以排除错误,的,选项,.,函数法,根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的,函数关系，然后由函数关系对图象进行分析和判,断,.,2.,电磁感应中图象类选择题的两个常用方法：,突破,1,F,安,-,t,图象,【,典题,1,】,矩形导线框,abcd,放在匀强磁场中，在外力控制,下处于静止状态，如图,Z7-1,甲所示,.,磁感线方向与导线框所在,平面垂直，磁感应强度,B,随时间变化的图象如图乙所示,.,t,0,时,刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在,0,4 s,时间内，,导线框,ad,边所受安培力随时间变化的图象,(,规定向左为安培力,正方向,),可能是下面选项中的,(,),甲,乙,图,Z7-1,A,B,C,D,解析：,0,1 s,内，导线框中磁通量减小，根据楞次定律，,导线框的面积有增大的趋势，则,ad,边受安培力向左为正值，根,据法拉第电磁感应定律知，该段时间内产生的感应电流为定值，,但由于,B,减小，则,F,安,减小，故,A,、,B,错误；,1,2 s,内，磁通量,增加，根据楞次定律，导线框面积有减小的趋势，,ad,边受安培,力向右为负值，故,C,错误，,D,正确,.,答案：,D,【,考点突破,1,】,(2017,年江西南昌十所省重点中学二模,),如,图,Z7-2,甲所示，光滑的导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场,中，轨道左侧连接一定值电阻,R,，导体棒,ab,垂直导轨，导体和,轨道的电阻不计,.,导体棒,ab,在水平外力的作用下运动，外力,F,随,t,变化如图乙所示，在,0,t,0,时间内从静止开始做匀加速直线,运动，则在,t,0,以后，导体棒,ab,运动情况为,(,),乙,甲,图,Z7-2,A.,一直做匀加速直线运动,B.,做匀减速直线运动，直到速,度为零,C.,先做加速，最后做匀速直线运动,D.,一直做匀速直线运动,答案：,C,突破,2,v,-,t,图象,【,典题,2,】,如图,Z7,-3,所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场,上方，由不同高度静止释放，用,t,1,、,t,2,分别表示线框,ab,边和,cd,边刚进入磁场的时刻,.,线框下落过程形状不变，,ab,边始终保持与,磁场水平边界线,OO,平行，线框平面与磁场方向垂直,.,设,OO,下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可,能反映线框下落过程中速度,v,随时间,t,变化的规律,(,),.,.,图,Z7-3,A,B,C,D,解析：,由题意可知，线框先做自由落体运动，最终做匀加,速直线运动,.,若,ab,边刚进入磁场时，速度较小，线框内产生的,感应电流较小，线框所受安培力小于重力，则线圈进入磁场的,过程做加速度逐渐减小的加速运动，图象,C,有可能；若线框进,入磁场时的速度较大，线框内产生的感应电流较大，线框所受,安培力大于重力，则线框进入磁场时做加速度逐渐减小的减速,运动，图象,B,有可能；若线框进入磁场时的速度合适，线框所,受安培力等于重力，则线框匀速进入磁场，图象,D,有可能；由,分析可知选,A.,答案：,A,【,考点突破,2,】,(,多选，,2017,年河南郑州质检,),如图,Z7-4,所示，在光滑绝缘斜面上放置一矩形铝框,abcd,，铝框的质量为,m,、电阻为,R,，斜面上,ef,与,gh,两线间有垂直于斜面向上的匀强,磁场，,ef,gh,pq,ab,，,eh,bc,.,如果铝框从磁场上方斜面上的某,一位置由静止开始运动，则下列表示铝框从开始运动到,ab,边到,达,gh,线这一过程中的速度与时间关系的图象，可能正确的有,(,),图,Z7-4,A,B,C,D,答案：,AD,突破,3,E,-,t,图象,【,典题,3,】,在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变,形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图,Z7-5,甲所示，当磁场的磁感应强度,B,随时间,t,如图乙变化时，下列,选项中正确表示线圈中感应电动势,E,变化的是,(,),甲,乙,图,Z7-5,A,C,B,D,解析：,根据楞次定律得，,0,1 s,内，感应电流为正方向；,1,3 s,内，无感应电流；,3,5 s,内，感应电流为负方向；再由法拉,第电磁感应定律得：,0,1 s,内的感应电动势为,3,5 s,内的,2,倍，,故,A,正确,.,答案：,A,【,考点突破,3,】,(2016,年湖北七校大联考,),如图,Z7-6,所示，,平行于,y,轴的长为,2,R,的导体棒以速度,v,向右做匀速运动，经过,由两个半径均为,R,的半圆和中间一部分长为,2,R,、宽为,R,的矩形,组合而成的磁感应强度为,B,的匀强磁场区域,.,下列选项中，能正,确表示导体棒中的感应电动势,E,与导体棒运动时底端横坐标,x,关系的图象是,(,),图,Z7-6,A,C,B,D,答案：,A,突破,4,i,-,t,图象,【,典题,4,】,如图,Z7,-7,所示，一个有矩形边,界的匀强磁场区,域，磁场方向垂直于纸面向里,.,一个三角形闭合导线框，由位置,1(,左,),沿纸面匀速运动到位置,2(,右,).,取线框刚到达磁场边界的时,刻为计时起点,(,t,0),，规定逆时针方向为电流的正方向，则下图,),中能正确反映线框中电流与时间关系的是,(,图,Z7-7,A,B,C,D,解析：,导线框进入磁场过程中，磁通量增大，由楞次定律,可知，感应电流方向为逆时针方向，即正方向，可排除,B,、,C,选项；由,E,Bl,v,可知，导线框进出磁场过程中，切割磁感线的,有效长度为导线框与磁场边界交点的连线，故进、出磁场过程,中，等效长度,l,先增大后减小，故感应电动势先增大后减小；,由欧姆定律可知，感应电流也是先增大后减小的，故,A,项正确、,D,项错误,.,答案：,A,方法技巧：,对于导体框切割磁感线产生的电磁感应的图象,问题，应弄清导体框中充当电源的部分,(,注意有效切割长度,),，,由闭合电路欧姆定律判断出感应电流的变化及解析式，从而判,断出电流随时间变化的关系,.,【,考点突破,4,】,(2016,年广东揭阳二模,),如图,Z7-8,所示，有,一个边界为正三角形的匀强磁场区域，边长为,a,，磁感应强度,于纸面沿着磁场区域的轴线匀速穿越磁场区域，导体框中感应,电流的正方向为逆时针方向，以导体框刚进入磁场时为,t,0,时,),刻，则导体框中的感应电流随时间变化的图象是,(,图,Z7-8,A,C,B,D,答案：,D,突破,5,电磁感应中双电源问题与图象的综合,【,典题,5,】,如图,Z7,-9,所示，有两个相邻的有界匀强磁场区,域，磁感应强度的大小均为,B,，磁场方向相反，且与纸面垂直，,磁场区域在,x,轴方向宽度均为,a,，在,y,轴方向足够宽,.,现有一高,为,a,的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域,.,若以逆时针方向,为电流的正方向，在下列各图中，线框中感应,电流,i,与线框移动距离,x,的关系图象正确的是,(,),图,Z7-9,A,B,C,D,解析：,根据楞次定律，进入磁场时感应电流为正方向，而,出磁场时，感应电流同样也为正方向，,B,、,D,错误；而在从第,个磁场进入第,个磁场的过程中，感应电动势大小逐渐增大，,刚要完全进入到第,个磁场中时恰好达到最大，因此,C,正确，,A,错误,.,答案：,C,方法技巧：,如果电路中有两个电源，要弄明白两个电源是,串联还是并联，串联时的总电动势是等于两电动势的和还是差,.,【,考点突破,5,】,将一均匀导线围成一圆心角为,90,的扇形导,线框,OMN,，其中,OM,ON,R,，圆弧,MN,的圆心为,O,点，将导,线框的,O,点置于如图,Z7-10,所示的直角坐标系的原点，其中第,二和第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度,大小为,B,，第三象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应,强度大小为,2,B,.,从,t,0,时刻开始让导线框以,O,点为圆心，以恒,定的角速度,沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿,ONM,方向,的电流为正，则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是,(,),图,Z7-10,A,B,C,D,答案：,B,突破,6,综合图象,【,典题,6,】,(,多选，,2016,年四川卷,),如图,Z7-11,所示，电阻不,计、间距为,l,的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为,B,、,方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻,R,.,质量为,m,、电阻为,r,的金属棒,MN,置于导轨上，受到垂直于金属棒的水,平外力,F,的作用由静止开始运动，外力,F,与金属棒速度,v,的关,系是,F,F,0,k,v,(,F,0,、,k,是常量,),，金属棒与导轨始终垂直且接触,良好,.,金属棒中感应电流为,i,，受到的安培力大小为,F,A,，电阻,R,两端的电压为,U,R,，感应电流的功率为,P,，它们随时间,t,的变化,图象可能正确的有,(,),图,Z7-11,A,B,C,D,(2),若,k,B,2,l,2,R,r,，,F,合,随,v,增大而增大，即,a,随,v,增大而增大，,说明金属棒在做加速度增大的加速运动，根据四个物理量与速,度的关系可知,B,选项符合；,(3),若,k,B,2,l,2,R,r,，,F,合,随,v,增大而减小，即,a,随,v,增大而减小，,说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为,0,后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知,C,选项符合,.,答案：,BC,【,考点突破,6,】,(,多选，,2017,年宁夏石嘴山高三期末,),如图,Z7-12,甲所示，光滑平行金属导轨,MN,、,PQ,所在平面与水平面,成,角，,M,、,P,两端接一电阻,R,，整个装置处于方向垂直导轨平,面向上的匀强磁场中,.,t,0,时对金属棒施加一平行于导轨的外力,F,，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为,r,，导,轨电阻忽略不计,.,已知通过电阻,R,的感应电流,i,随时间,t,变化的,关系如图乙所示,.,下列关于金属棒运动速度,v,、外力,F,、流过,R,的电量,q,以及闭合,回路中磁通量的变化率,t,随时间变化的图象,正确的是,(,),甲,乙,图,Z7-12,A,B,C,D,答案：,AB,