《高考物理 電磁感應(yīng)精講精練 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用之圖像問題學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 電磁感應(yīng)精講精練 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用之圖像問題學(xué)案（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 電磁感應(yīng)中的圖象問題 圖象類型 ①隨時間t變化的圖象，如B－t圖象、Φ－t圖象、E－t圖象和I－t圖象 ②隨位移x變化的圖象，如E－x圖象和I－x圖象 問題類型 ①由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象 ②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(用圖象) 應(yīng)用知識 左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律，函數(shù)圖象等知識 例題1．如圖，一載流長直導(dǎo)線和一矩形線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線右側(cè)，且其長邊與長直導(dǎo)線平行．已知在t＝0到t＝t1的時間間隔內(nèi)，長直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時針

2、方向，線框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右．設(shè)電流i的正方向與圖中箭頭所示方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是(　　) 解析：選A.因通電導(dǎo)線周圍的磁場離導(dǎo)線越近磁場越強(qiáng)，而線框中左右兩邊的電流大小相等，方向相反，所以其受到的安培力方向相反，線框的左邊受到的安培力大于線框的右邊受到的安培力，所以合力與線框的左邊受力的方向相同．因為線框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右，根據(jù)左手定則，線框處的磁場方向先垂直紙面向里，后垂直紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則，導(dǎo)線中的電流先為正，后為負(fù)，所以選項A正確，B、C、D錯誤. 考點二　電磁感應(yīng)中的圖象問題 1．圖象問題的求

3、解類型 類型 據(jù)電磁感應(yīng)過程選圖象 據(jù)圖象分析判斷電磁感應(yīng)過程 求解流程 2.解題關(guān)鍵 弄清初始條件、正負(fù)方向的對應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點等是解決此類問題的關(guān)鍵． 3．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Φ－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(jìn)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． 考向1：據(jù)電磁感

4、應(yīng)過程選擇圖象 問題類型 由給定的電磁感應(yīng)過程選出正確的圖象 解題關(guān)鍵 根據(jù)題意分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過程中的轉(zhuǎn)折點、明確“＋、－”號的含義，結(jié)合數(shù)學(xué)知識做正確的判斷 [典例1]　(2017·湖北宜昌模擬)如圖所示，有一等腰直角三角形的區(qū)域，其斜邊長為2L，高為L.在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場，左側(cè)小三角形內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，右側(cè)小三角形內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向為正，則圖中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化

5、的圖象正確的是(　　) 解析　bc邊的位置坐標(biāo)x在L～2L過程，線框bc邊有效切割長度為l1＝x－L，感應(yīng)電動勢為E＝Bl1v＝B(x－L)v，感應(yīng)電流i1＝＝，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向沿a→b→c→d→a，為正值．x在2L～3L過程，ad邊和bc邊都切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向沿a→d→c→b→a，為負(fù)值，有效切割長度為l2＝L，感應(yīng)電動勢為E＝Bl2v＝BLv，感應(yīng)電流i2＝－.x在3L～4L過程，線框ad邊有效切割長度為l3＝L－(x－3L)＝4L－x，感應(yīng)電動勢為E＝Bl3v＝B(4L－x)v，感應(yīng)電流i3＝，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向

6、沿a→b→c→d→a，為正值．根據(jù)數(shù)學(xué)知識知道D正確． 答案　D 考向2：據(jù)圖象分析判斷電磁感應(yīng)過程 問題類型 由電磁感應(yīng)圖象得出的物理量和規(guī)律分析求解動力學(xué)、電路等問題 解題關(guān)鍵 第一個關(guān)鍵是破譯，即解讀圖象中的關(guān)鍵信息(尤其是過程信息)，另一個關(guān)鍵是轉(zhuǎn)換，即有效地實現(xiàn)物理信息和數(shù)學(xué)信息的相互轉(zhuǎn)換 [典例2]　(2017·河南中原名校聯(lián)考)如圖甲，在水平桌面上固定著兩根相距L＝20 cm、相互平行的無電阻軌道P、Q，軌道一端固定一根電阻R＝0.02 Ω的導(dǎo)體棒a，軌道上橫置一根質(zhì)量m＝40 g、電阻可忽略不計的金屬棒b，兩棒相距也為L＝20 cm，該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可

7、以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．開始時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝0.1 T．設(shè)棒與軌道間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2. (1)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變，從t＝0時刻開始，給b棒施加一個水平向右的拉力，使它由靜止開始做勻加速直線運動．此拉力F的大小隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示．求b棒做勻加速運動的加速度及b棒與軌道間的滑動摩擦力； (2)若從t＝0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t按圖丙中圖象所示的規(guī)律變化，求在金屬棒b開始運動前，這個裝置釋放的熱量． 解析　(1)F安＝B0IL① E＝B0Lv② I＝＝③ v＝at④ 所以F安＝t 當(dāng)b棒勻加速運動時，根據(jù)牛頓第二定律

8、有 F－f－F安＝ma⑤ 聯(lián)立可得F－f－t＝ma⑥ 由圖象可得：當(dāng)t＝0時，F(xiàn)＝0.4 N，當(dāng)t＝1 s時， F＝0.5 N. 代入⑥式，可解得a＝5 m/s2，f＝0.2 N. (2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，閉合電路中有恒定的感應(yīng)電流I，以b棒為研究對象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到b所受安培力F安′與最大靜摩擦力f相等時開始滑動． 感應(yīng)電動勢E′＝L2＝0.02 V⑦ I′＝＝1 A⑧ 棒b將要運動時，有F安′＝BtI′L＝f⑨ 所以Bt＝1 T，根據(jù)Bt＝B0＋t⑩ 得t＝1.8 s. 回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I′2Rt＝0.0

9、36 J. 答案　(1)5 m/s2　0.2 N　(2)0.036 J 考向3：圖象的描繪 問題類型 由題目給出的電磁感應(yīng)現(xiàn)象畫出所求物理量的圖象 解題關(guān)鍵 由題目給出的電磁感應(yīng)過程結(jié)合所學(xué)物理規(guī)律求出所求物理量的函數(shù)關(guān)系式，然后在坐標(biāo)系中做出相對應(yīng)的圖象 [典例3]　如圖甲所示，水平面上固定一個間距L＝1 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌，整個導(dǎo)軌處在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌一端接阻值R＝9 Ω的電阻．導(dǎo)軌上有質(zhì)量m＝1 kg、電阻r＝1 Ω、長度也為1 m的導(dǎo)體棒，在外力的作用下從t＝0開始沿平行導(dǎo)軌方向運動，其速度隨時間的變化規(guī)律是v＝2，不計導(dǎo)軌電阻．求：

10、 (1)t＝4 s時導(dǎo)體棒受到的安培力的大小； (2)請在如圖乙所示的坐標(biāo)系中畫出電流平方與時間的關(guān)系(I2-t)圖象． 解析　(1)4 s時導(dǎo)體棒的速度 v＝2＝4 m/s 感應(yīng)電動勢E＝BLv，感應(yīng)電流I＝ 此時導(dǎo)體棒受到的安培力 F安＝BIL＝0.4 N (2)由(1)可得 I2＝2＝42t＝0.04t 作出圖象如圖所示． 答案　(1)0.4 N　(2)見解析圖 (1)處理圖象問題要做到“四明確、一理解” (2)電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常用方法 ①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(fù)，以排除錯誤的選項． ②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(jìn)行分析和判斷． 6